Điện thế zeta của chất tẩy rửa do Phương Nam nguyên cứu từ việc sử dụng các chất hoạt động bề mặt tween polysorbate 80, span 80, triethanolamine tea …. được đưa vào phòng thí nghiệm hóa học của công ty xác định thông qua việc đo độ điên di.
Có nhiều phương pháp để xác định tốc độ điện di như: phương pháp Hittooc, phương pháp Tiđêliut, phương pháp giới hạn dịch chuyển… Nhưng ở đây dùng phương pháp giới hạn dịch chuyển, vì đây là phương pháp đơn giản, dễ dàng thực hiện trong phòng thí nghiệm và kết quả đo được tương đối chính xác. Nguyên tắc đo là dựa vào việc đo tốc độ dịch chuyển của mặt phân cách giữa chất hoạt động bề mặt tween 80, span 80, dung dịch dệm triethanolamine tea điều chỉnh độ pH, chất tẩy rửa và chất lỏng phụ dưới tác dụng của điện trường
*Dụng cụ đo điện di
Dụng cụ đo độ điện di
Dụng cụ phổ biến nhất dùng để đo độ điện di có dạng hình ống chữ U, hai nhánh có hai van, lỗ của van bằng đường kính trong của ống. Trước khi thực nghiệm, dụng cụ cần phải rửa cẩn thận, sấy khô. Ví dụ dùng nước lạnh, tốt hơn là dùng axít cromic nóng và sau đó tráng rửa nhiều lần ở vòi nước, tiếp theo là nước cất. Sau đó rút van ra khỏi dụng cụ, sấy dụng cụ và van trong tủ sấy. Sau đó để nguội trong không khí, lắp van vào. Nếu van chưa kín thì dùng mỡ chân không.
Quy trình đo độ điện di
Quá trình đo độ điện di của chất hoạt động bề mặt polysorbate 80, span 80, triethanolamine tea, chất tẩy rửa gồm những bước sau:
Nạp chất lỏng đệm vào dụng cụ đo điện di (chất lỏng đệm lựa chọn ở đây là TEA, trietanol amin) có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của dung dịch nên ở phía dưới).
Khóa hai van ở hai nhánh lại, rửa sạch bằng nước để phía trên không còn TEA nữa.
Nạp dung dịch mẫu cần đo độ điện di vào dụng cụ (chú ý: khi đo van phía trên nối giữa hai ống phải mở, mức dung dịch mẫu đổ vào phải cao hơn ống nối hai nhánh).
Cắm hai điện cực vào hai nhánh của dụng cụ đo. Khi mức chất lỏng ở hai nhánh đã cân bằng thì đóng khóa van ở phía trên lại.
Nhẹ nhàng mở hai khóa ở hai nhánh, sau đó bật công tắc của bộ ổn áp điện, đặt điện áp ở trên hai cực điện là V.
Quan sát độ dịch chuyển của bề mặt phân chia pha. Khi bề mặt này đi qua điểm 0 thì bật đồng hồ bấm giây, sau khi nó dịch chuyển được quãng đường S thì ta ghi lại khoảng thời gian dịch chuyển đó.
Quy trình xác định điện thế Zeta
Đo khoảng cách l giữa hai điện cực theo chiều cong của ống. Xác định giá trị trung bình của gradien thế H:
H = V/ 300l (đơn vị tĩnh điện tương đối/cm)
Tính tốc độ dịch chuyển U theo phương trình U = S/(t × H)
Trong đó S là khoảng cách dịch chuyển được của bề mặt phân chia pha sau khoảng thời gian t giây. S tính bằng cm.
Biết giá trị U có thể tính được giá trị thế zeta nhờ vào đơn vị tĩnh điện.
ξ = (k .π .xη/D) .U (Vol) (4)
Hay hiển thị thế ξ theo Vol: ξ = (k .π .xη/D) .U 300 (Vol)
Trong đó:
D: Độ từ thẩm điện môi của chất lỏng. Đối với nước D= 81, η= 0,0894 ở 25oC.
η: Độ nhớt của dung dịch keo. k: Là hằng số phụ thuộc vào hình dạng hạt (đối với hạt hình cầu k = 6, đối với hạt hình trụ k = 4).
Nếu chất lỏng đệm có tính dẫn điện riêng x0 khác nhiều so với độ dẫn điện của chất lỏng của dung dịch keo x, thì khi tính giá trị gradien của thế cần phải biết x0 và x cũng như khoảng cách lk giữa hai mặt ranh giới phân chia của hai chất lỏng đó. Tính toán giá trị gradien thế trong dung dịch keo dựa trên cơ sở sau:
Ký hiệu gradient điện thế trong chất lỏng đệm qua Hσ, có thể viết:
V = Hlk + Hσ(l – lk)(6)
Do sụt áp hoàn toàn trong trường hợp này có thể viết: Mức sụt áp trong dung dịch keo Hlk và mức sụt áp trong chất lỏng đệm Hσ(l – lk).
Do vậy, theo định luật ôm, cường độ dòng điện trong tất cả các mạch
điện nối tiếp nhau thì như nhau:
(Hlk /Rk) = [Hσ (l − lk )]/ Rσ
Trong đó: Rk và Rσ là điện trở của chất lỏng keo và chất lỏng đệm. Do điện trở tổng cộng của dây dẫn điện có thể biểu thị qua điện trở dẫn điện riêng ρ, chiều dài l, tiết diện cắt ngang S.
R = ρ .l/s thì Rk = ρσ . lk/S
Rσ = ρσ ((l – lk)/ S)
Trong đó: ρk và ρσ là điện trở dẫn điện riêng của dung dịch keo và chất lỏng.
Thay giá trị Rk và Rσ vào phương trình ta được:
H / ρk = Hσ/ ρσ
Hay Hσ = (ρσ/ ρk )H
Đặt giá trị Hσ vào phương trình được:
V = (ρσ / ρk) H ((l − lk ) + Hlk )
Theo phương trình này, gradient điện thế H trong dung dịch keo sẽ là:
H = V[( x/ x0) (l − lk ) + lk)]