La conductividad superficial es una conductividad adicional de un electrolito en las proximidades de las interfaces cargadas. [1] La conductividad superficial y volumétrica de los líquidos corresponde al movimiento impulsado eléctricamente de iones en un campo eléctrico . Cerca de la interfaz existe una capa de contraiones de polaridad opuesta a la carga superficial. Se forma debido a la atracción de contraiones por las cargas superficiales . Esta capa de mayor concentración iónica forma parte de la doble capa interfacial . La concentración de iones en esta capa es mayor en comparación con la fuerza iónica del líquido a granel. Esto conduce a una 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 realizada por Lyklema en "Fundamentos de la interfaz y la ciencia coloidal" [3]
La Doble Capa (DL) tiene dos regiones, según el bien establecido modelo de Gouy-Chapman-Stern. [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 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 Stern no está tan bien descrita. A menudo se le llama "conductividad superficial adicional". [4]
Bikerman desarrolló la teoría de la conductividad superficial de la parte difusa del DL. [5] Derivó una ecuación simple que vincula la conductividad de la superficie κ σ con el comportamiento de los iones en la interfaz. Para electrolitos simétricos y suponiendo coeficientes de difusión de iones idénticos D + =D − =D se proporciona en la referencia: [1]
dónde
El parámetro m caracteriza la contribución de la electroósmosis al movimiento de los iones dentro del DL:
El número de Dukhin es un parámetro adimensional que caracteriza la contribución de la conductividad de la superficie a una variedad de fenómenos electrocinéticos , como la electroforesis y los fenómenos electroacústicos . [6] Este parámetro y, en consecuencia, la conductividad de la superficie 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 con sondas de superficie. Se pueden realizar experimentos para probar esta propiedad del material como en la conductividad superficial tipo n del 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 global por razones análogas al caso de la solución electrolítica, donde los portadores de carga de los huecos (+1) y los electrones (-1) desempeñan el papel de iones en la solución.
