9.1.5 Граничный потенциал

Граничный потенциал возникает на границе двух растворов. Такой потенциал называется также диффузионным, так как причиной его возникновения является разная подвижность ионов в растворах (разная скорость диффузии). Он составляет от одного до десятков мВ. Для уменьшения потенциала на границе двух растворов между ними включают промежуточный концентрированный раствор с близкими подвижностями катионов и анионов (электролитический ключ). Часто это KCl или KNO₃. Раствор в ключе удерживается полупроводящими перегородками (мембранами), которые пропускают одни ионы и задерживают другие (например, из-за слишком больших размеров, по сравнению с диаметром пор).

Мембранные ЭДС представляют больший интерес для медицинских и биологических исследований, так как они имеют место в животных и растительных тканях.

9.1.6 Явление поляризации

Явление поляризации заключается в изменении электродных потенциалов вследствие изменения приэлектродной концентрации при протекании через электролитическую ячейку электрического тока от внешнего источника питания. При поляризации оно должно уравновешиваться не только падения напряжения на столбе электролита, но еще и сумму потенциалов поляризации электродов. В первом приближении при достаточно большой плотности тока суммарное напряжение поляризации можно считать не зависящим от плотности тока, а только от сочетания материалов электрода и электролита. Потенциал, при котором в процессе электролиза возникает основная масса ионов данного вида, называется потенциалом выделения данного иона. Потенциал выделения, при котором начинается рост тока, зависит от вида иона, а высота ступени тока пропорциональна концентрации этих ионов. Если в растворе содержится много разных катионов, то ступенчатая кривая катодного потенциала поляризации будет содержать по ступеньке на каждый вид катионов.

Явление поляризации на переменном токе отличается тем, что напряжение поляризации также является переменным и достигает максимума тогда, когда ток через ячейку меняет знак, т.е. отстает по фазе от напряжения на 90^о.

Погрешность измерения на переменном токе меньше, чем на постоянном (=0,5 (U/U)², а ==0,5 U/U).

9.1.7 Электрокинетическое явление

Электрокинетическое явление в электролитах проявляются в следующем (рисунок 9.2). Если на концах капилляра или пористой перегородки создать электрическое поле, то в капилляре возникает движение жидкости. Это явление называется электоросмосом. Скорость течения жидкости определяется выражением:

Если жидкость образована частицами, взвешенными в жидкости, то эти частицы, получив тот или иной заряд, движутся от одного электрода к другому неподвижной жидкости. Такие движения частиц называются электрофорезом.

Потециал течения – это явления обратные электроосмосу (рисунок 9.3). При принудительном протекании жидкости через капилляр или пористую перегородку между электродами возникает разность потенциалов – потенциал течения Е_Т, определяемый выражением:

В этой и предшествующей формуле Е – напряженность электрического поля, В/м; S – сечение капилляра (или сумма сечений пор), м²; v – скорость движения жидкости, м/с;  – диэлектрическая постоянная жидкости, Ф/м;  - динамическая вязкость жидкости, Нс/м²; Е_Т – разность потенциалов, В; – гидростатическое давление (перепад давления), Н/м²;  – удельная электропроводность жидкости, 10 Ом/м.