接觸電位差

接觸電位差

接觸電位差(contact potential difference)是指兩種不同的金屬互相接觸時所產生的電位差,即雙電層間的電位差。這個電場兩端的電位差,就是電極電勢的主要來源。

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正文


contact potential difference
兩種不同的金屬互相接觸時所產生的電位差,即雙電層間的電位差。兩物體緊密接觸,其間距小於 25 × 10 — 8 cm 時,就出現雙電層和接觸電位差。其數值與兩種金屬的性質及接觸面的溫度有關,與接觸面的大小和接觸時間的長短無關。在兩金屬相接觸后,逸出功較小的金屬由於失去電子而增高電勢,逸出功較大的金屬由於增加電子而降低電勢,兩者之間就呈現出了電位差
任何導體插入電解質溶液中,原本的固體與液體兩相介質中各自平衡狀態就被相互影響。
以金屬鋅插入硫酸鋅溶液中為例,極性水分子和金屬表面鋅離子相互吸引而定向排列在金屬表面上;同時鋅離子在水分子的吸引和不停的熱運動衝擊下,有脫離晶格的趨勢,這樣就存在兩種情況,一是金屬中的電子吸引溶液中的金屬離子而存在使離子沉積到金屬上的作用,二是金屬溶解到溶液中。
剛才說的兩種情況哪個起主導作用是隨材料而有所不同的,但無論哪一種先起作用,都是引起一方減弱,另一方增強的結果,從而導致最終兩相趨於平衡。就像兩種東西存在溫度差一樣,接觸一定時間后,會相互作用而至平衡狀態。
當然,在電化學過程中,這種平衡是動態的,那麼金屬表面和溶液界面上就形成了一定的剩餘電荷分佈。有電荷,有距離(儘管這個距離極短),那這不就是一個電容器嘛?這也就是所謂的雙電層。電容器嘛,那當然就有電場。
這個電場兩端的電位差,就是電極電勢的主要來源。
那麼,兩個導體同時插入電解質溶液中,當然就是在每一個電極與溶液界面處都形成一個雙電層,都產生一定的電極電勢,注意,這是電勢,不是電壓。就像水的勢能與水壓不是同一概念一樣。