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Surfaces chargées : modèle DLVO et cinétique d'agrégation

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Dans cours

MSE-326: Ceramic and colloidal processing

The course covers the production of ceramics and colloids from the basic scientific concepts and theories needed to understand the forming processes to the mechanisms and methods of sintering (firing) ceramics. Including the scientific principles behind th ...

Description

Cette séance de cours couvre l'interaction entre les surfaces chargées, en mettant l'accent sur la répulsion électrostatique et le modèle DLVO pour la stabilité colloïdale. Les sujets abordés comprennent la formation d'interfaces chargées, des exemples de charge de surface et l'équation Poisson-Boltzmann. La discussion s'étend à la théorie Gouy-Chapman, au modèle Stern et à la structure à double couche. La séance de cours se penche également sur la longueur de criblage Debye, la concentration ionique et le potentiel de surface. Des applications pratiques telles que la mesure du potentiel de zêta et l'impact de la valence sur la concentration en surface sont étudiées, ainsi que des exemples comme l'adoucissement de l'eau à l'aide d'échangeurs d'ions. Les concepts théoriques sont complétés par des méthodes expérimentales de détermination du potentiel de surface.

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Andrea Testino

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Lidia Karpova, Samuel Franz Gatti, Hari Priya Ravindran, Sevgi Ekin Bayram, Katerina Urbancová, Eliot Petitdemange, Clemens Patrick Wöllhaf, Annalena Erlacher A co-dirigé les thèses EPFL de Frank Pilger, Sven Philip Edinger, Agnese Carino, Mohammad Reza Andalibi, Tianyu Cen Cours Advanced ceramic technologies MSE-495 Des concepts et des technologies avancés de traitement des céramiques seront présentés. Les étudiants apprendront des concepts sur

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Chimie

Chimie physique: Électrochimie

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Double couche électrique

La double couche électrique est un modèle décrivant la variation du potentiel électrique aux abords d'une surface. Elle intervient principalement lors de l'étude du comportement des colloïdes et des surfaces en contact avec des solutions. L'épaisseur de la double couche électrique est appelée longueur de Debye. Le modèle initial de la double couche électrique est attribué à Helmholtz (1879). Mathématiquement, il a simplement assimilé la double couche à un condensateur, en se basant sur un modèle physique dans lequel une couche d'ions est adsorbée à la surface.

Colloïde

vignette|Le lait est une suspension colloïdale de globules gras dans l'eau. Les colloïdes sont définis internationalement, par l'International Union of Pure and Applied Chemistry, comme des "systèmes colloïdaux", avec la définition suivante : Le terme désigne un état de subdivision, avec des molécules ou des particules polymoléculaires dispersées dans un milieu et dont la taille, au moins dans une direction, est entre 1 nanomètre et 1 micromètre, ou avec des discontinuités à des distances de cet ordre de grandeur.

Potentiel zêta

vignette|350px|Concentration ionique et différence de potentiel en fonction de la distance à la surface d'une particule en solution. Le potentiel zêta (ou potentiel électrocinétique zêta) représente la différence de potentiel entre la surface de la particule, recouverte d’ions opposés et solidement fixés, et le point de neutralité. Le potentiel zêta est un bon indicateur des interactions entre particules et donc de la stabilité des colloïdes tels que les émulsions (selon la théorie DLVO développée par Boris Derjaguin, Lev Landau, Evert Verwey et Theodoor Overbeek en 1940 qui propose que la stabilité des particules en suspension dépend d’un potentiel d’interaction total).

Surface de Gauss

En électromagnétisme, une surface de Gauss est une surface imaginaire de l'espace utilisée dans le calcul des champs électriques par le théorème de Gauss. Puisque le théorème de Gauss peut être utilisé dans le cas de certaines symétries particulières du champ électrique, on distingue principalement trois classes de surfaces de Gauss. vignette|Sphère de Gauss autour d'une charge ponctuelle. Utilisée pour des objets chargés de symétrie sphérique, par exemple une charge ponctuelle.

Potentiel électrique

Le potentiel électrique, exprimé en volts (symbole : V), est l'une des grandeurs définissant l'état électrique d'un point de l'espace. Il correspond à l'énergie potentielle électrostatique que posséderait une charge électrique unitaire située en ce point, c'est-à-dire à l'énergie potentielle (mesurée en joules) d'une particule chargée en ce point divisée par la charge (mesurée en coulombs) de la particule.

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Colloïdes : Mouvement des particules et stabilisation

Explore les colloïdes, le mouvement des particules, les forces de stabilisation et la vitesse de sédimentation, y compris la stabilisation électrostatique et stérique, les dispersions colloïdales et les mesures du potentiel de zêta.

Chimie interfaciale: tension de surface, adsorption, électrocinétique

Couvre la tension de surface, l'adsorption et l'électrocinétique, y compris l'interface gaz/liquide, l'isotherme de Langmuir et l'électro-osmose.

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