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Zeta-Potenzial mit Elektroakustischem Spektrometer DT1200

Gerätebeschreibung

 

Das Spektrometer DT1200 (Abb. 1) der Firma Dispersion Technology Inc. ermöglicht außer der Messung von Partikelgrößenverteilungen auch die Messung des z-Potenzials in konzentrierten  flüssig-fest- oder flüssig-flüssig-Dispersionen. Zwei integrierte Dosiereinheiten ermöglichen klassische Säure-Base Titrationen oder Zudosierung von Additiven. So besteht die Möglichkeit, die pH-Abhängigkeit des z-Potenzials zu verfolgen und  den isoelektrischen Punkt zu bestimmen, bei dem das z-Potenzial 0 mV beträgt (Abb. 2). Diese Information ist für die Stabilität disperser Systeme von großer Bedeutung.

Der Vorteil der elektroakustischen Methode im Vergleich zur Bestimmung des z-Potenzials mit der Lichtstreuung liegt darin, dass Dispersionen hier ohne Verdünnung gemessen werden können. Nachteilig kann das benötigte große Probenvolumen von mindestens ca. 15 ml sein.

 

Messprinzip

 

Das Spektrometer erzeugt durch das angelegte Ultraschallfeld in der Dispersion einen kolloidalen Vibrationsstrom (CVI), der sich aus der Summe der Dipole ergibt und mit der Messsonde erfasst wird. In wässrigen Systemen wird eine abgeleitete Variante der elektrophoretischen Theorie Smoluchowskis zugrunde gelegt, mit der sich das z-Potenzial aus dem CVI berechnen lässt.

 

DT1200_Zeta_1_klein

Abb. 1 Einheit zur Messung des Zetapotenzials im Becherglas

 

DT1200zeta3

Abb.2 Einfluss des pH-Wertes auf das Zetapotenzial einer 10 wt% Silica Ludox  (SiO2) Dispersion