Potencial Zeta: Tudo o que você sempre quis saber (Parte 3)

Finalizando nosso especial sobre Potencial Zeta, neste último post falaremos sobre suas aplicações.

Cerâmica e argila

A suspensão de argila é preparada e despejada em moldes porosos, que atraem a água para fora a partir das partículas de argila por ação capilar.

A torta de filtro de barro dá forma enquanto a água é retirada. A estrutura da camada da argila depende do grau de dispersão da suspensão da argila.

Além da cerâmica, a argila é parte essencial da produção de papel, adesivos, pomadas, borracha e plásticos sintéticos. Em cada um destes sistemas, temos que lidar com dispersões de argila em água ou outros líquidos. A química dos colóides da argila auxilia na adequação de suas características à tarefa.

Fluidos de Perfuração

Argilas são usadas como fluidos de perfuração em poços de águas e em poços de produção de petróleo. Muitas vezes, essa argila é chamada de lama e é quimicamente condicionada a variar suas propriedades durante a perfuração.

A suspensão acaba sendo altamente carregada para a operação inicial de perfuração. Isso mantém os colóides de argila discretos, permitindo que eles penetrem na parede porosa do furo e obstrua os poros, formando uma camada fina e impermeável que impede a perda de líquido na perfuração.

Mais tarde, a carga de argila pode ser reduzida para formar uma suspensão floculada, a fim de manter a obstrução da zona mais baixa, bombeada do poço.

Revestimento por eletrodeposição

O revestimento por eletrodeposição é um grande avanço na tecnologia de pintura, já que garante um primer mais eficaz para ser aplicado em superfícies metálicas.

Carregada de pigmentos de tinta coloidal são unidas à peça de metal conectando a tensão de DC à superfície.

Os colóides migram para a região onde perdem a carga e acabam firmemente depositados sobre a superfície do metal. Cálculos de Potencial Zeta podem ajudar a estabelecer a melhor dosagem de aditivo para cada pigmento.

Minerais e minérios

Muitos minerais (tais como cobre, chumbo, zinco e tungstênio) são separados durante a primeira moagem do minério, misturando-o com um coletor e, em seguida, suspendê-lo em água. O ar no interior da mistura é borbulhado e o coletor faz com que as partículas minerais adiram às bolhas para que possam ser recuperadas na superfície.

A eficiência deste processo depende do grau de adsorção entre o coletor e o mineral, que é controlada pelo Potencial Zeta dos minerais.

Tintas

Os pigmentos da tinta devem estar bem dispersos para que a pintura seja executada com sucesso. Se os pigmentos estiverem aglomerados, a pintura parecerá ter partículas maiores e poderá apresentar falhas na qualidade da cor.

Brilho e textura também são afetados pelo grau de dispersão entre as partículas da tinta. Nesse caso, medições de Potencial Zeta podem ser utilizados para controlar a composição da pintura e da dosagem de aditivo necessário para uma dispersão ideal.

Produtos farmacêuticos

Os fármacos são preparados através da suspensão partículas coloidais- partículas da droga suspensas de maneira uniforme em um meio líquido.

Suspensões eficazes são estáveis e desfrutam de uma vida útil longa. Isso é conseguido através do aumento do Potencial Zeta, que produz uma forte dispersão de partículas discretas que se estabelecem muito lentamente. Infelizmente, a energia de repulsão entre as partículas adjacentes faz com que elas se unam tão firmemente quanto possível formando um bolo denso na parte inferior do recipiente dificultando a re-suspensão.

Outro método que pode ser utilizado é produzir uma suspensão floculada fraca, reduzindo o Potencial Zeta próximo a zero. Quando agitada suavemente, a suspensão se rompe e dispersa rapidamente. Em pé, a suspensão retorna à sua estrutura vagamente floculante, que evita a formação do bolo.

Mecânica dos Solos

Aeração, estabilidade e drenagem são importantes na engenharia de solos e agricultura. Argilas e sedimentos podem exercer tanto efeitos benéficos, quanto prejudiciais e são mais importantes do que areia e cascalho na determinação geral das propriedades do solo.

A condição coloidal desses materiais finos determina como eles interagem com os agregados maiores. Se os sedimentos ou a argila têm uma baixa carga de superfície, eles provavelmente vão formar um floculante matriz de partículas, dando estrutura para o solo e permitindo que a água escorra facilmente.

Mudanças indesejáveis podem ocorrer se a carga nas partículas finas aumentar. Isso pode ser causado por eventos naturais como, água da chuva através do escoamento do solo e lixiviação de sais floculantes. No começo isso pode enfraquecer a matriz floculante dos sedimentos e argila, que oferecem resistência ao cisalhamento do solo. Em casos extremos, pode resultar em deslizamentos de terra.

Uma vez que a estrutura do floculante se desestabiliza é altamente provável que as partículas carregadas de barro e lodo se dispersem, sejam carregadas e drenadas pela água até que entrem em um poro estreito e o obstrua, dificultando a aeração, drenagem e reduzindo a permeabilidade do solo.

Para resolver este problema e melhorar as características do solo é recomendada a utilização de produtos químicos, tais como, o gesso ou cal.

Fabricação de papel

A retenção de fibras pode ser aumentada através do controle de Potencial Zeta. Isto reduz a quantidade de lodo produzido pela estação de tratamento de águas residuais e reduz a carga sobre o tratamento de água. Calcular o Potencial Zeta auxilia os produtores de papel a compreenderem o efeito dos vários ingredientes no papel, assim como as características físicas das partículas do próprio papel.

Biomedicina

A interface entre um organismo e seu ambiente é o local de muitas reações importantes. Medições de Potencial Zeta ajudam a descrever esta interface e têm sido utilizados em estudos de bactérias, células vegetais, células do sangue, etc.

Essas medições são um bom complemento para análise química e podem ser realizadas sem alterar o ambiente original do organismo.

Caracterizações da carga das superfícies são úteis em pesquisas e no trabalho clínico prático. As áreas que têm sido estudadas incluem: células do sangue, problemas no aparelho circulatório, diferenciação entre tecidos normais e malignos, detecção de fibrose cística e a ação de vírus e anticorpos.

Tratamento de água

Durante o processo de tratamento da água, os colóides são os sólidos em suspensão mais difíceis de serem removidos, visto que seu pequeno tamanho facilita que escapem durante os processos de sedimentação e filtração.

Exemplos destes sólidos incluem: gasto de proteínas, emulsões de água doméstica, células bacterianas, algas, resíduos de colóides industriais, sedimentos, argilas e material orgânico da lavagem do solo.

A chave para a remoção eficaz de colóides é a redução do Potencial Zeta, uma vez que com a carga reduzida ou eliminada, não existe força de repulsão.

A agitação suave da bacia de floculação causa numerosas colisões entre os colóides, resultando na formação de aglomerados, que se sedimentarão e serão filtrados facilmente. Coagulantes como, alúmen, cloreto férrico e polímeros catiônicos agem através da redução do Potencial Zeta.

Outras Aplicações