Número de Dukhin

El número de Dukhin ( Du ) es una magnitud adimensional que caracteriza la contribución de la conductividad superficial a diversos efectos electrocinéticos y electroacústicos, así como a la conductividad eléctrica y la permitividad de sistemas fluidos heterogéneos . El número recibió su nombre en honor a Stanislav Dukhin, 1931-2025. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Fue introducido por Lyklema en “Fundamentos de la ciencia de interfaces y coloides”. ^{[ 3 ]} Un informe técnico reciente de la IUPAC utilizó este término explícitamente y detalló varios medios de medición en sistemas físicos. ^{[ 4 ]} Las normas internacionales sobre la medición del potencial zeta ^{[ 5 ]} aplican esta noción para describir las formas adecuadas de calcular el potencial zeta a partir de la movilidad electroforética medida experimentalmente .

El número de Dukhin es una relación de la conductividad superficial.${\displaystyle \kappa ^{\sigma }}$a la conductividad eléctrica global del fluido K _m multiplicada por el tamaño de partícula a :

${\displaystyle {\rm {Du}}={\frac {\kappa ^{\sigma }}{{\mathrm {K} _{m}}a}}.}$

Existe otra expresión de este número que es válida cuando la conductividad superficial está asociada únicamente con el movimiento de iones por encima del plano de deslizamiento en la doble capa . En este caso, el valor de la conductividad superficial depende del potencial ζ, lo que lleva a la siguiente expresión para el número de Dukhin para un electrolito simétrico de iones con el mismo coeficiente de difusión : ^{[ 6 ]}

${\displaystyle {\rm {Du}}={\frac {2(1+3m/z^{2})}{{\kappa }a}}\left(\mathrm {cosh} {\frac {zF\zeta }{2RT}}-1\right),}$

donde el parámetro m caracteriza la contribución de la electroósmosis al movimiento de iones dentro de la doble capa.

${\displaystyle m={\frac {2\varepsilon _{0}\varepsilon _{m}R^{2}T^{2}}{3\eta F^{2}D}},}$

dónde

• F es la constante de Faraday
• T es la temperatura absoluta
• R es la constante de los gases
• C es la concentración de iones en el volumen.
• z es la valencia del ion
• ζ es el potencial electrocinético
• ε ₀ es la permitividad del vacío
• ε _m es la permitividad del fluido
• η es la viscosidad dinámica
• D es el coeficiente de difusión