
【化】 diffusion potential
扩散电位(Diffusion Potential)是电化学和物理化学中的核心概念,指两种不同浓度或组成的电解质溶液接触时,因离子迁移速率差异形成的电势差。该现象由离子扩散过程中正负电荷分离导致,在生物膜传输、传感器设计和工业电化学系统中具有关键作用。
从离子迁移机制分析,扩散电位的形成遵循以下规律:
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将扩散电位归类为液体接界电位(Liquid Junction Potential),并强调其在pH电极测量中的补偿必要性。在生物医学领域,细胞膜两侧的扩散电位是神经信号传导的基础,与Goldman-Hodgkin-Katz方程描述的膜电位直接相关。
该术语在《电化学方法:原理与应用》(Bard & Faulkner著)中被系统阐述,美国化学会出版的《物理化学术语汇编》也将其列为电解质溶液理论的核心参数。实际应用中,工程师通过盐桥设计或计算修正来消除其对测量的干扰。
扩散电位(又称液接电势或扩散电势)是电化学中的重要概念,具体指两种不同组成或浓度的电解质溶液接触时,在界面处因离子迁移速度差异而形成的电位差。其核心机制和特点如下:
形成原因
当两种溶液的电解质种类或浓度不同时,离子会通过界面相互扩散。由于不同离子的迁移率(扩散速度)存在差异,导致界面两侧电荷分布不均,形成双电层结构。例如,浓度相同的NaCl溶液与HCl溶液接触时,H⁺的迁移速度比Na⁺快,使NaCl侧积累正电荷,HCl侧积累负电荷,从而产生电位差。
关键影响因素
应用领域
该现象在电化学电池、生物膜电势(如神经细胞膜内外离子交换)和工业电渗析过程中均有体现。为减少实验误差,科学测量中常通过盐桥等手段消除液接电势。
需注意,扩散电位是瞬时且动态平衡的结果,其数值可通过Henderson公式定量计算。若需更详细的理论推导或实验案例,可参考电化学专业文献或教材。
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