Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Przeniesieniedodatniegoładunkupróbnegoznieskończonościdopunktu
tużprzypowierzchninaładowanejfazyprzewodzącej,tj.wodległościnie
mniejszejniż10–6m[1,2],związanejestzwykonaniemokreślonejpracy,któ-
rejzgodniezrównaniem(2.3),odpowiadapewnawartośćpotencjału.Wtym
przypadkujesttotzw.potencjałzewnętrznyfazyψ,zwanypotencjałemVolty.
Gdydodatniładunekpróbnyprzenoszonyjestznieskończonościdownętrza
fazy,wykonanapracaokreślonajestprzezpotencjałwewnętrznyfazyϕ,zwany
potencjałemGalvaniego.Różnicamiędzypotencjałemwewnętrznymizew-
nętrznymfazynazywanajestpotencjałempowierzchniowymχ,którycharakte-
ryzujepracęprzeniesieniadodatniegoładunkupróbnegoprzezgranicęfaz:
χ=ϕ−ψ.
(2.4)
Potencjałpowierzchniowyjestparametremzależnymodfizycznychiche-
micznychwłaściwościpowierzchnibadanegomateriału.Nawartośćpotencjału
powierzchniowegowpływaobecnośćdefektówstrukturalnych(np.granicziaren
wmateriałachpolikrystalicznych),adsorpcjazanieczyszczeńlubutlenieniepo-
wierzchni.
Przeniesienieładunkuznieskończonościdownętrzanaładowanejfazy
przewodzącejwymagauwzględnieniawpływuzarównowykonanejpracyelek-
trycznej,jakipracychemicznej(rysunek2.1a).Miarątychpracjestpotencjał
elektrochemiczny~
µdanejfazy,zdefiniowanyjakosumapracyelektrycznej
−z
i
Fϕ(znakminuszwiązanyjestzfaktemprzeniesieniadodatniegoładunku
i
próbnegowkierunkuznieskończonościdownętrzafazy)ipotencjałuche-
micznegoµi(potencjałchemicznyµijestcząstkowąmolowąentalpiąswobodną
i-tegoskładnikafazy):
~
µ
i
=
µ
i
+−F
(
z
i
ϕ
i
)
,
(2.5)
gdzie:zi1liczbaładunkowai-tegoskładnikafazy,F≈9,649⋅10
4Cmol–11
stałaFaradaya.
Podstawiającrównanie(2.4)dorównania(2.5),potencjałelektrochemiczny
możnawyrazićjako:
~
µ
i
=
µ
i
−
z
i
F
χ
i
−
z
i
F
ψ
i
.
(2.6)
12
Wprzypadkunienaładowanejfazyprzewodzącejpoziomenergetycznyprzy
powierzchni(ε
*
vac
)iwnieskończonejodległościodniej(ε
vac)jestekwiwalent-
ny,cooznacza,żepotencjałψ=0(rysunek2.1b).Natejpodstawiemożna
stwierdzić,żeminimalnapraca(pracawyjścia–ai)potrzebnadoprzeniesienia
dodatniegoładunkupróbnegozpunktunieskończenieodległegowpróżnido
wnętrzanienaładowanejfazyprzewodzącejrównasięsumiepracychemicznej
określonejprzezpotencjałchemicznyµiorazpracyelektrycznej−z
i
Fχ:
i
