Электропроводность электролитов. Диффузия в электролитах. Компьютерное моделирование ионной атмосферы, страница 11

Полярными частицами (ориентированная адсорбция которых приводит к появлению потенциала) могут быть молекулы и растворителя, и растворенного вещества, если только они способны преимущественно адсорбироваться на границе раздела фаз. По мере увеличения концентрации таких веществ наблюдается постепенный рост скачка потенциала вплоть до некоторого предельного значе­ния, которое уже не будет изменяться при дальнейшем прибавле­нии поверхностно-активного вещества. Это предельное значение потенциала отвечает насыщению поверхностного слоя полярными молекулами.

Возникновение скачка потенциала на границе раздела фаз нельзя приписать в общем случае только какой-либо одной из пере­численных причин; обычно он появляется в результате нескольких параллельных процессов. Поэтому скачок потенциала между дву­мя фазами α и β можно представить, как сумму трех потенциалов

                                                                      (IX-23

где e_q обусловлен переходом заряженных частиц из одной фазы в другую; e_s — специфической адсорбцией ионов; e_dip — ориентационной адсорбцией полярных молекул у границы раздела фаз.

Только при отсутствии всех трех эффектов (или при их взаимной компенсации) скачок потенциала между двумя фазами оказывается равным нулю.

Контактныйпотенциалнаграницедвухметаллов

Скачок потенциала между двумя металлами равен отрицательной разности работ выхода электрона из первого и из второго металлов, деленной на заряд электрона.

                                                                          (IX-38)

Работа выхода элек­трона доступна непосредственному экспериментальному определе­нию и поэтому при помощи уравнения (IX-38) можно рассчитать величину вольта-потенциала. Работу выхода электрона находят, например, по изменению термоэлектронного тока с температурой из уравнения Ричардсона

                                                                       (IX-39)

где А — постоянная Ричардсона. Чем меньше работа выхода элек­трона из данного металла, тем при данной температуре большее число электронов может покинуть металл и перейти в вакуум и тем больший избыточный положительный заряд появится в метал­ле. Если сблизить два металла с различными работами выхода, то электроны будут переходить от металла с меньшей работой выхода к металлу с большей. В результате этого первый металл зарядится положительно, а второй — отрицательно, как это и сле­дует из уравнения (IX-38).

В табл. 35 приведены наиболее вероятные величины работ выхо­да электрона из разных металлов. Значения работ выхода позво­ляют подсчитать j₁₂-потенциалы для различных металлов. Так, например, для пары Си | Zn получим

Работа выхода электрона для ряда металлов

Металл	Работа выхода электрона, эв	Металл	Работа выхода электрона, эв
Ag	4.3	Mo	4.3
Al	4.3	Na	2.3
Bi	4.5	Ni	4.5
C(графит)	4.7	Pb	4.0
Cd	4.0	Pt	4.9
Co	4.4	Sb	4.6
Cr	4.6	Sn	4.3
Cu	4.5	Ti	4.0
Fe	4.7(4.35)	Tl	3.9
Ga	4.1	V	4.1
Hg	4.5	W	4.5
K	2.2	Zn	4.2
Mg	3.6	Zr	3.9
Mn	3.8

Данные по работам выхода не отличаются высокой степенью точности, хотя по мере совершенствования методики эксперимента расхождение между значениями работ выхода, найденными различными авторами, умень­шается. Для большинства металлов опытные данные отличаются от средней величины не более чем на ±0,2 эв, а чаще на ±0,1 эв; поэтому величины работ выхода указаны в табл. 35 с точностью до десятых долей электрон-вольта.

Скачок потенциала на границе металл-электролит.