La conductividad superficial es una conductividad adicional de un electrolito en la proximidad de las interfaces cargadas. [1] La conductividad superficial y volumétrica de los líquidos corresponden al movimiento impulsado eléctricamente de los iones en un campo eléctrico . Existe una capa de contraiones de polaridad opuesta a la carga superficial cerca de la interfaz. Se forma debido a la atracción de contraiones por las cargas superficiales . Esta capa de mayor concentración iónica es parte de la doble capa interfacial . La concentración de iones en esta capa es mayor en comparación con la fuerza iónica del volumen del líquido. Esto conduce a la mayor conductividad eléctrica de esta capa.
Smoluchowski fue el primero en reconocer la importancia de la conductividad superficial a principios del siglo XX. [2]
Hay una descripción detallada de la conductividad superficial de Lyklema en "Fundamentals of Interface and Colloid Science" [3].
La capa doble (DL) tiene dos regiones, según el modelo Gouy-Chapman-Stern bien establecido. [1] El nivel superior, que está en contacto con el líquido a granel es la capa difusa . La capa interna que está en contacto con la interfaz es la capa de Stern .
Es posible que el movimiento lateral de los iones en ambas partes del DL contribuya a la conductividad de la superficie.
La contribución de la capa de Stern no está tan bien descrita. A menudo se la denomina "conductividad superficial adicional". [4]
La teoría de la conductividad superficial de la parte difusa de la DL fue desarrollada por Bikerman [5] . Derivó una ecuación simple que vincula la conductividad superficial κ σ con el comportamiento de los iones en la interfaz. Para un electrolito simétrico y suponiendo coeficientes de difusión de iones idénticos D + = D − = D se da en la referencia: [1]
dónde
El parámetro m caracteriza la contribución de la electroósmosis al movimiento de iones dentro del DL:
El número de Dukhin es un parámetro adimensional que caracteriza la contribución de la conductividad superficial a una variedad de fenómenos electrocinéticos , como la electroforesis y los fenómenos electroacústicos . [6] Este parámetro y, en consecuencia, la conductividad superficial se pueden calcular a partir de la movilidad electroforética utilizando la teoría adecuada. Los instrumentos electroforéticos de Malvern y los instrumentos electroacústicos de Dispersion Technology contienen software para realizar dichos cálculos.
La conductividad superficial puede referirse a la conducción eléctrica a través de una superficie sólida medida por sondas de superficie. Se pueden realizar experimentos para probar esta propiedad del material como en la conductividad superficial de tipo n de tipo p . [7] Además, la conductividad superficial se mide en fenómenos acoplados como la fotoconductividad , por ejemplo, para el semiconductor de óxido metálico ZnO . [8] La conductividad superficial difiere de la conductividad en masa por razones análogas al caso de la solución de electrolito, donde los portadores de carga de huecos (+1) y electrones (-1) juegan el papel de iones en solución.
