平成１３年５月２９日

界面・電気化学第７回小テスト（基本調査）

専攻                                  学籍番号                                        氏名                                               

 

１．        界面における任意の距離の電位を数式で与えるための基礎式を１つあげた上で、その式の意味を述べよ。

 

１．拡散層中のイオンの濃度はボルツマン分布に従う

                                                                                         (1)

n: 拡散層中のイオンの個数濃度

n₀: バルク溶液中のイオンの個数濃度

z: イオンの価数

k: ボルツマン定数

T:　温度

y: 問題にしている点における電位

+,-: 陽イオン、陰イオンを表す

 

表面の電位：y0は電位決定イオンのバルク活量cによって、

                                                                                                       (2)

R: 気体定数

c₀: c at y₀ = 0

 

拡散層内における電位は、Poissonの式

                                                 (3)

を基礎にして求められる。

e_r: 溶液の比誘電率

e₀: 真空の誘電率

r: 電荷密度

は、対称型電解質（）に対して、

                                                                   (4)

従って、

平板電気二重層に対する、Poisson-Boltzmann式は、(3),(4)式からx方向だけを考えて

                                                                                          (5)

(5)式を積分して、

                                                                                    (6)

 

なら、(5)式は、

                                                                                                          (7)

ただし、                                                                                         (8)

25℃水溶液では特に

                                                                                                                (9)

 

(7)式を解くと、

                                                                                                                (10)

 

 

 

２．        Helmholtz、Gouy-Chapmanモデルの違いについて述べよ。

 

（略）

 

 

３．        表面電位とζ電位、さらにStern電位と種々の電位があるが、それらの違いは何か述べよ。

 

 

Stern電位については、今度の講義で行う予定であるが、ζ電位の位置よりも内部にあるので、一般に電位の絶対値の関係は

表面電位　＞　Stern電位　＞　ζ電位

のようである。