pintapotentiaalin

Pintapotentiaali tarkoittaa sähköpotentiaalia, joka vallitsee rajapinnalla kiinteän aineen ja elektrolyyttiliuoksen välillä. Se syntyy pinnan varauksesta ja sitä ympäröivän elektrolyyttisen tilan ionijakaumasta, ja se määrittää, miten sähkövaraukset siirtyvät rajapinnassa sekä miten kemialliset reaktiot tapahtuvat.

Kolloidien ja nanopartikkelien kontekstissa pintapotentiaali vaikuttaa sähköiseen kaksoiskerroksen muodostumiseen ja siten partikkeleiden stabiilisuuteen sekä aggregoitumiseen. Se eroaa usein mitattavasta zeta-potentiaalista, joka kuvaa liikkuvan rajapinnan potentiaalia. Näiden välinen suhde riippuu mittaustavasta ja liuoksen ominaisuuksista.

Teoreettisesti pintapotentiaali voidaan kuvata sähköisen kaksoiskerroksen puitteissa: pinnan varaus aiheuttaa Stern- ja diffuse-kerroksen, joiden kautta potentiaali laskee etäisyyden kasvaessa. Potentiaalin arvo ψ0 määrittelee rajapinnan sähköisen tilan ja riippuu pH:sta, ioni- vahvuudesta sekä pinnan kemiallisesta koostumuksesta.

Mittaus ja sovellukset: Pintapotentiaalia voidaan hahmotella epäsuorasti zeta-potentiaalin kautta elektroforeesin, elektrolyyttisten virtojen tai Kelvinin kokeiden avulla. Se on keskeinen tekijä korroosion ehkäisyssä, sensoritekniikassa, energiavarastoinnissa ja nanomateriaalien suunnittelussa.

Huomio: Pintapotentiaali ei ole sama asia kuin kontaktipotentiaali tai työfunktion käsite, mutta se on herkkiä pinnan kemialliselle koostumukselle ja ympäristölle (pH, suolapitoisuus, adsorboituneet yhdisteet). Se on tärkeä käsite pintakemia- ja elektrochemian alueilla.