Využití disperzního analyzátoru Zetasizer Nano ZS pro charakterizaci disperzních soustav

07. 05. 2012

Související obrázky

Zetasizer Nano ZS

Zetasizer Nano ZS

S disperzními soustavami se setkáváme běžně v každodenním životě. Nalézají využití v různých oblastech farmaceutického, potravinářského, kosmetického průmyslu. Disperze se rovněž využívají v tonerech a barvách. S tímto širokým rozšířením stoupají rovněž nároky jejich charakterizaci, a s tím spojenou optimalizaci jejich vlastností.

Koloidní analyzátor Zetasizer Nano ZS umožňuje charakterizovat koloidní disperze měřením velikosti jejich částic, molekulové hmotnosti a stability. Přistroj je schopen měřit vzorky v širokém rozmezí koncentrací a velikostí částic od několika desetin nanometrů až do řádů několika jednotek mikrometrů.

Zetasizer pro výše zmíněné tři charakteristiky koloidních systémů používá tři odlišné metody. První metodou, která umožňuje měřit velikost částic, je dynamický rozptyl světla. Částice se v systému na základě Brownova pohybu neustále neuspořádaně pohybují. Jako zdroj světla je využíván laser o vlnové délce 633 nm, kterým je vzorek osvětlován. Přístroj sleduje fluktuace intenzity rozptýleného světla pohybujícími se částicemi. Nejprve je určen difúzní koeficient, z kterého lze při znalosti teploty měření a viskozity lehce ze Stokes-Einsteinovy rovnice určit velikost částic. Takto získaný průměr částic je označován jako hydrodynamický. Je to průměr kulové částice, která by měla stejný difúzní koeficient, jako měřená částice v systému. Výstupem z měření velikostí částic je pak intenzitní distribuce velikostí částic. Při znalosti indexů lomů disperzních částic a disperzního prostředí a absorbance částic je rovněž možné intenzitní distribuci převést na objemovou a početní, ve kterých je lépe zohledněn objem částic, které rozptylují světlo, respektive jejich počet. Druhou metodou, kterou Zetasizer využívá je statický rozptyl světla. Principem toho měření je připravení koncentrační řady vzorků, která se postupně proměřuje. Detekuje se rozptýlené světlo. Ze sestrojeného Zimmova diagramu měřené koncentrační řady vzorků lze určit molekulovou hmotnost anebo také druhý viriální koeficient, který nám poskytuje informaci o interakcích disperzních částic s disperzním prostředím. Poslední třetí metodou je Laserová dopplerová velocimetrie. Po aplikaci napětí se sleduje rychlost, kterou se nabité částice pohybují k opačně nabité elektrodě. Ze získané elektroforetické mobility lze opět jednoduše při znalosti viskozity a permitivity rozpouštědla určit zeta potenciál systému, který nám dává informaci o elektrostatické stabilitě systému. Pokud je naměřená hodnota potenciálu zeta v intervalu −30 až 30 mV, systém není stabilní. V tomto případě částice nemají dostatečně velký náboj, aby se odpuzovaly, a může nastávat jejich agregace.

Zetasizer umožňuje měření zmiňovaných veličin při teplotním rozmezí 5 až 90 ºC. Lze tedy sledovat teplotní trendy daných veličin. Pomocí přidaného autotitrátoru, lze rovněž sledovat vliv pH. V případě měření zeta potenciálu při různých pH je pak možné například stanovit isoelektrický bod. Speciální význam je věnován studiu proteinů. Software umožnuje na základě měření stanovit např. bod krystalizace. Drobnou obměnou metody dynamického rozptylu světla je rovněž možné měřit viskozitu disperzních systémů.

 

Autor: Michal Kalina - Vysoké učení technické v Brně (Fakulta chemická) Přečteno: 4485×

Komentáře

Článek nemá žádné komentáře

Vložit komentář




Položky označené hvězdičkou (*) jsou povinné

Pomůžeme vyřešit váš problém

Volejte, pište, vyhledávejte! tel.: 541 149 301, info@chempoint.cz Skype: chempoint.cz

Uživatelské odkazy a odkazy o projektu

O projektu Aktuality Kontakt Cíle projektu Jak publikovat Přihlášení Registrace