Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)
8. szám - Dr. Öllős Géza: A derítés folyamatairól
Dr. Öllős O. : A derítés folyamatairól Hidrológiai Közlöny 1979. 8. sz. . 337 2. ábra. A ze'a potenciál értelmezése Puc. 2. MnmepnpemaifUH 3ema-nomeiuiuaAa Abb. 2. Deutung des Zeta-Potentials Távolság a kolloid felülettől 3. ábra. A diffúz réteg ion koncentrációtól függő kiterjedése Puc. 3. Pacnpocmpanenue du<p<py3iioeo CAOH e 3aeucuMocmu om KOHifeHmpatfuu uonoe Abb. 3. Die von der Ionkonzentration der diffusen Schichte abhängige Ausbreitung 4. libra. Az elektrosztatikus potenciál értelmezése Puc. 1. HnmepnpemaiiUH 3AeKmpocmarmi'iecKoeo nomeHíjuaAa Abb. I. Deutung des elektrostatischen Potentials A felület az ellenionokra elektrosztatikus vonzást gyakorol. A vonzóerő a felülettől távolodva csökken, a szilárd részecskét burkoló víztérben koncentrációgradiens alakul ki (2. ábra). E két ellentétes folyamat (a vonzás és a diffúzió) hatására a töltés a diffúz rétegben kiegyenlítődik. Az ellenionok koncentrációja a kolloid felületénél a legnagyobb, sugárirányban csökken (3. ábra). Ha a víztér ion koncentrációja nagy, a diffúz réteg kiterjedése kisebb. A kolloidszemcse töltése miatt a szemcsefel illet és a környező víztér között elektrosztatikus potenciál (E), feszültségkülönbség létezik (4. ábra). A potenciál maximális értéke a szemcsefelületen jelentkezik, attól távolodva csökken. A csökkenés mértéke a diffúz réteg tulajdonságaitól, így a víztérben levő ionok koncentrációjától, illetve fajtájától függ. A nagy ionkoncentráció az elektrosztatikus potenciált rövid távolságon belül zérusra csökkenti. Ha két azonos előjelű elektromos töltésű kolloidrészecske a víztérben egymáshoz közeledik, diffúz rétegeik között az elektrosztatikus egymásrahatás miatt taszítóerő keletkezik. Ez a taszítóerő a kolloidrészecskék közötti távolság csökkenésével nő (5. ábra). Az olyan kolloidrendszerben, amelynek vízterében az ionkoncentráció nagy, a taszító egymásrahatás az 5. ábrán vázolt esethez képest kisebb (ti. ábra). Bizonyos vonzóerő mindenfajta kolloidrészecske között hat. Ez a van der Waals-féle vonzóerő a kolloidrendszer pelyhesedését segíti. A taszítóerőtői eltérően, nagysága a vízfázis felépítésétől független. A van der Waals-féle vonzási potenciális energiának a kolloidok közötti távolság szerinti változását jellemző görbét az 5. és 6. ábra szemlélteti. A taszítási és vonzási energia eredője az 5. és 6. ábrán szintén adott. Kis ionkoncentráció esetében (pl. ivóvíznél) az eredő taszítóerő a kolloidok közötti közbenső tartományban lehet uralkodó (5. ábra). Az eredőből adódó taszítási energia maximuma olyan energiaküszöbnek tekinthető, amelyet az egymás felé mozgó kolloidoknak a pelyhesedés érdekében le kell győzni. Értéke a kolloidrészecske töltésétől és a vízfázis ionösszetételétől függ. Nagy ionkoncentráció esetében a taszítási energiaküszöb megszűnhet (6. ábra). Az eredő energiagörbe fémkoaguláns túladagolására újra az 5. ábra szerint alakulhat, s újra energiaküszöb jöhet létre. Ha a szuszpenzió részecskéinek felülete elektrosztatikusán semleges állapotú, akkor az eredő energiagörbe a 7. ábra szerinti. A kolloid-rendszer stabilitásának mértékét a szilárd részecske felülete és a környező folyadéktér elektrosztatikus potenciáljának különbsége fejezi ki. Valójában azonban a kötött vízréteget és a diffúz réteget elválasztó felület elektrosztatikus potenciálját az ún. zeta-potenciált vesszük figyelembe (2. ábra). A zeta-potenciál (C) meghatározása a töltéssel rendelkező kolloid adott feszültségkülönbség hatására bekövetkező elektroforetikus mobilitásának (EM) a mérésén alapul [5]:
