
【機】 electrocapillary maximum
electricity
【計】 telewriting
【化】 electricity
【醫】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
careless; feather; gross; hair; mildew; scared; semifinished
【醫】 capilli; capillus; crinis; hair; pili; pilo-; pilus; thrix; trich-
tricho-
careful; fine; slender; thin; thinly; thinness; trifling
【計】 mic-
【醫】 lepto-; micr-; micro-; mikro-; tenuity
【醫】 max.; maxima; maximum
cost; value; happen to; on duty
【醫】 number; titer; titre; value
電毛細極大值(Electrocapillary Maximum)是電化學界面現象中的關鍵概念,指在電極/電解質溶液界面上,界面張力隨電極電勢變化曲線中的最高點。該點對應的電勢稱為零電荷電勢(Potential of Zero Charge, PZC),此時界面電荷密度為零,界面張力達到最大值。
術語解析
"Electro-"指電勢作用,"capillary"源于毛細現象,反映界面張力特性。
物理本質
在零電荷電勢(PZC)下,電極表面淨電荷為零,離子吸附作用最小化,界面無序度最低,導緻界面張力最大。其數學關系由Lippmann方程描述:
$$ left( frac{partial gamma}{partial E} right)_mu = -q $$
其中 $gamma$ 為界面張力,$E$ 為電極電勢,$q$ 為表面電荷密度。當 $q=0$ 時,$partial gamma / partial E = 0$,對應極大值點。
界面行為的标志
電毛細極大值直接反映雙電層結構變化,是研究電極/溶液界面吸附、離子分布及電容特性的關鍵參數。例如,汞電極在NaCl溶液中,PZC約為-0.46 V(vs. SCE),此處界面張力峰值顯著。
技術應用場景
Delahay, P. (1965). Double Layer and Electrode Kinetics. Interscience. (零電荷電勢理論基礎)
Trasatti, S. (1995). "Electrocapillary phenomena at solid electrodes". Electrochimica Acta, 40(10), 1503-1506. (固/液界面電毛細效應綜述)
Mugele, F., & Baret, J. C. (2005). "Electrowetting: from basics to applications". Journal of Physics: Condensed Matter, 17(28), R705. (電潤濕技術中的界面張力調控)
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電毛細極大值是指電極/溶液界面張力(σ)隨電極電位變化曲線中的最高點,其形成原因和特性如下:
電毛細現象指電極與溶液界面張力隨電極電位變化的現象。當電極表面存在剩餘電荷時,同性電荷間的排斥力會使界面擴張,而界面張力則試圖縮小界面,二者作用相互抵消,導緻帶電界面的張力小于不帶電狀态時的值。
電毛細極大值對應的電位稱為零電荷電位,是電化學中的重要參數,可用于:
極大值附近的曲線對稱性反映了界面電荷分布的可逆性,而實際體系中若存在特性吸附,可能導緻曲線形狀不對稱。
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