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Séance de cours

Phénomènes électrocinétiques : Double couche et dynamique du flux

Dans cours

CH-341: Physical chemistry of interfaces

Acquire an understanding of interfacial phenomena, micro-heterogeneous colloidal solution systems and dynamic electrochemistry. ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts fondamentaux des phénomènes électrocinétiques, en se concentrant sur le mouvement des particules colloïdales sous l'influence des champs électriques. Parmi les sujets abordés, mentionnons l'électro-osmose, le potentiel de sédimentation et le modèle à double couche diffuse de Gouy et Chapman. Le modèle Stern, qui combine les couches statiques et diffuses, est également discuté, soulignant l'importance de comprendre la dynamique du flux dans les séparations chimiques.

Enseignant·e

Rainer Beck

Professor titulaire EPFL, 2006 Privat Docent EPFL, 1997 Habilitation and venia legendi, Universität Karlsruhe, 1996 Ph.D. in Physical Chemistry, Oregon State University, 1990 Degree in Physics, Universität Stuttgart, 1985

Source officielle

Proximité ontologique

Chimie

Chimie physique: Électrochimie

Concepts associés (17)

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.

Electrokinetic phenomena

Electrokinetic phenomena are a family of several different effects that occur in heterogeneous fluids, or in porous bodies filled with fluid, or in a fast flow over a flat surface. The term heterogeneous here means a fluid containing particles. Particles can be solid, liquid or gas bubbles with sizes on the scale of a micrometer or nanometer. There is a common source of all these effects—the so-called interfacial 'double layer' of charges. Influence of an external force on the diffuse layer generates tangential motion of a fluid with respect to an adjacent charged surface.

Surface charge

A surface charge is an electric charge present on a two-dimensional surface. These electric charges are constrained on this 2-D surface, and surface charge density, measured in coulombs per square meter (C•m−2), is used to describe the charge distribution on the surface. The electric potential is continuous across a surface charge and the electric field is discontinuous, but not infinite; this is unless the surface charge consists of a dipole layer. In comparison, the potential and electric field both diverge at any point charge or linear charge.

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).

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.

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