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電極界面剩余電荷量越大,界面張力(界面自由能)就越小

來(lái)源:知乎 宮飛 瀏覽 2438 次 發(fā)布時(shí)間:2021-08-21

電極電勢(shì)的變化會(huì)影響界面張力的大小,這種現(xiàn)象稱為「電毛細(xì)現(xiàn)象,electrocapillary effect」。電極界面剩余電荷量越大,同性電荷的相互排斥越強(qiáng),從而界面張力(界面自由能)就越小,也可以說(shuō)是電極電勢(shì)改變了電極界面剩余電荷量,從而便會(huì)影響到「界面張力」。



界面的同一側(cè)帶有相同符號(hào)的剩余電荷,由于同性電荷之間的排斥作用都力圖使界面擴(kuò)大,兩作用力剛好相互抵銷。


任何兩界面都存在著界面張力,電極/溶液界面也不例外。但對(duì)于電極體系來(lái)說(shuō),界面張力不僅與界面層的物質(zhì)組成有關(guān),而且與「電極電位」有關(guān)。電極界面的剩余電荷都是同性的,同性電荷有斥力,力圖使界面擴(kuò)大,而界面張力力圖使介面縮小,這兩個(gè)作用力恰好相反而相互抵銷,所以剩余電荷密度增大,界面張力就下降了。因此,帶電界面的界面張力比不帶電時(shí)要小,電極表面電荷密度越大,界面張力就越小。

電極表面剩余電荷密度的大小與電極電位密切相關(guān),因而有了電毛細(xì)曲線。


我們根據(jù)電毛細(xì)現(xiàn)象,可以解釋為什么「電極電勢(shì)」常能影響電極表面的某些性質(zhì),如溶液對(duì)電極表面的潤(rùn)濕能力、電極上氣泡的附著情況、電極的表面硬度以及溶液中電極與涂料和粘結(jié)劑之間的粘合能力等。通過(guò)調(diào)節(jié)電極電勢(shì)和采用適當(dāng)?shù)慕缑婊钚晕镔|(zhì)(易于在界面上吸附的物質(zhì)),可以人為地控制這類界面性質(zhì)。

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