La charge de surface des solides divisés : origine, mesure et modélisation. / The surface charge of divided solids : origin, measurement and modeling

Résumé En Fr

The surface charge of divided solids : origin, measurement and modeling Metallic oxides and hydroxides bear a charge resulting from the acid-base dissociation of the surface hydroxyls. The surface charge is neutralized by ions of opposite sign from the electrolyte solution. These counter-ions are organized as a double-layer : a layer of ions complexed by the surface hydroxylic sites (Stern layer), and an ionic cloud without any direct interaction with the surface (diffuse layer). The charge of the three characteristic planes : surface plane, average plane of the complexed counter-ions, and average plane of the diffuse layer, is measured respectively by Potentiometrie titration, analysis of the adsorbed ions, and from the electrokinetic potential (or ζ potential) which is generated at the hydrodynamic shearing plane. A surface complexation model allows the average constants of the surface equilibrium reactions to be derived by simulating the experimental charge vs. pH curves by curves calculated from the equilibrium equations.

Les oxydes et hydroxydes métalliques possèdent une charge résultant de la dissociation acido-basique des hydroxyles de surface. La charge superficielle est neutralisée par les ions de signe contraire en provenance de la solution d'électiolyte. Ces contre-ions sont organisés en double couche : une couche d'ions complexés avec les sites hydroxyliques de surface (couche de Stern) et un nuage ionique sans interaction directe avec la surface (couche diffuse). La mesure de la charge aux trois plans caractéristiques : plan de surface, plan moyen des contre-ions complexés, et plan moyen de la couche diffuse, est réalisée respectivement par titrage potentiométrique, dosage des ions adsorbés et à partir du potentiel électrocinétique (ou potentiel ζ) qui s'établit au plan de coupure hydrodynamique. Un modèle de complexation de surface permet la détermination des constantes moyennes d'équilibre des réactions superficielles, en simulant les courbes expérimentales d'évolution de la charge en fonction du pH par des courbes calculées à partir des équations d'équilibre.