電毛細管現象

如果電解質表面帶電，則其表面的表面張力不僅取決於相鄰相的化學成分，還取決於它們的電性能。這些特性是表面電荷密度和界面處的電勢差。

這種現象的表面張力對電位差的依賴性 (e) 由電毛細管曲線描述。觀察到這種依賴性的表面現象稱為電毛細管現象。

允許電極電勢在電極-電解質界面處以某種方式發生變化。在這種情況下，金屬表面有離子形成表面電荷並導致雙電層的存在，儘管這裡根本沒有外部電動勢。

同電荷離子在界面表面相互排斥，從而補償液體分子的收縮力。結果，表面張力變得比在電極上沒有過量電勢的情況下低。

如果向電極施加相反符號的電荷，則表面張力將增加，因為離子的相互排斥力將減小。

在排斥離子的靜電力對吸引力進行絕對補償的情況下，表面張力達到最大值。如果我們繼續提供電荷，那麼隨著新的表面電荷的產生和增長，表面張力會降低。

在某些情況下，電毛細現象的重要性非常大。它們可以改變液體和固體的表面張力，以及影響粘附、潤濕和分散等膠體化學過程。

讓我們再次將注意力轉向這種依賴的定性方面。在熱力學上，表面張力被定義為形成單位表面的等溫過程的功。

當表面上存在同名電荷時，它們會相互靜電排斥。靜電排斥力將切向地指向表面，無論如何都會試圖增加它的面積。因此，拉伸帶電錶面所需的功將小於拉伸類似但電中性表面所需的功。

例如，讓我們以室溫下電解質水溶液中汞的電毛細管曲線為例。

在最大表面張力點電荷為零。在這些條件下，汞表面呈電中性。因此，電極表面張力最大時的電位是零電荷電位（ZCP）。

零電荷電勢的大小與液體電解質的性質和溶液的化學成分有關。電毛細管曲線的左側，表面電勢小於零電荷電勢，稱為陽極支路。右側是陰極支路。

應該注意的是，非常小的電勢變化（大約 0.1 V）會導致表面張力發生顯著變化（大約每平方米 10 mJ）。

表面張力對電勢的依賴性由李普曼方程描述：

電毛細管現像在金屬上的各種塗層應用中找到了實際應用——它們使調節固體金屬與液體的潤濕成為可能。李普曼方程允許計算雙電層的表面電荷和電容。

借助電毛細管現象，可以確定表面活性劑的表面活性，因為它們的離子具有特定的吸附。在熔融金屬（鋅、鋁、鎘、鎵）中，確定了它們的吸附能力。

電毛細管理論解釋了極譜法中的最大值。電極的潤濕性、硬度和摩擦係數對其電位的依賴性也指電毛細管現象。