Grenzflächenphänomene - Praktikum Physikalische Chemie - page 83

Abb. 2.7 pH-Abhängigkeit
des Zeta-Potenzials

+

pH IEP

0

pH

-

Abb. 2.8 Elektrochemische
Doppelschicht und Lage der
Scherebene

Teilchen Lösung

starr difus Lösungsinneres

Doppelschicht befindlichen Ladungsträger wird diese Relativbewegung mit der
Flüssigkeit mitmachen können, weil er relativ schwach an die Festkörperoberfläche
gebunden ist, während der andere Teil praktisch mit der Festkörperoberfläche ver-
bunden bleibt. Ein Teil der elektrochemischen Doppelschicht wird also abgeschert
(Abb. 2.8 ) . Das Potenzial der Scherebene, gemessen gegen das Lösungsinnere,
ist das sogenannte Zeta-Potenzial . Es kann mit den erwähnten elektrokineti-
schen Methoden bestimmt werden. Der pH-Wert, an dem es null ist, ist der pH IEP
(Abb. 2.7 ) .
Bei elektrokinetischen Messungen kann nicht zwischen einzelnen Ladungs-
trägerarten unterschieden werden, während bei einer Säure-Base-Titration nur
H C /OH erfasst werden. Spezifisch adsorbierte Ionen werden also bei der Be-
stimmung des IEP mit einbezogen, beim PZC nicht. Identität besteht, wie bereits
erwähnt, bei Abwesenheit von spezifischer Adsorption.
Der pH PZC kann leicht ermittelt werden, indem man gleiche Massen des betref-
fenden Feststoffs mit Lösungen unterschiedlichen Anfangs-pH-Wertes kontaktiert.
Unter Rühren wird die Veränderung des pH-Wertes über einen Zeitraum von min-
destens einer Stunde verfolgt. Die Differenz zwischen End- und Anfangs-pH-Wert
wird über dem Anfangs-pH-Wert aufgetragen und der pH PZC bei pH D 0 abgele-

sen (Abb. 2.9 ) .
Eine andere Methode basiert auf der Verschiebung des pH-Wertes einer Lösung,
wenn unterschiedliche Massen des betreffenden Feststoffs mit dieser kontaktiert
werden. Der End-pH-Wert wird in Abhängigkeit von der eingesetzten Bodenmasse