Сурет. Капиллярлық электрометрдің сұлбасы

1 – сынабы бар капиллярлық тү тікше; 2 – сынабы бар ыдыс; 3 – резең ке шланг; 4 – электролиті бар стакан; 5 – каломельдік электроды бар ыдыс; 6 – реостат; 7 – тоқ кө зі (аккумулятор)

Сынабы бар капилляр 1 ток кө зінің 7 бір полюсімен қ осылғ ан каломельдік электрод арқ ылы байланысқ ан электролитке батырылғ ан. Сынап электролит ертінідісімен жанасқ анда (мыс, натрий сульфаты электр ө ткізгіштікті арттыру ү шін қ осылғ ан) фазааралық потенциал пайда болады. Сыртқ ы ток кө зінің кө мегімен потенциалды ө згертеді, ал сынап ерітінді шекарасындағ ы беттік керілуді ө згертеді. Ыдысты 2 кө теріп, немесе тө мендетіп сынаптың дең гейін капиллярдағ ы дең геймен тең гереді де, сынаптың жаң а жоғ ары жағ ынан дең гейін белгілеп, сол h биіктіктегі беттік керілуін анық тайды. Осы сияқ ты электрлік потенциал бойынша беттік керілу ө згеруін тіркеп электркапиллярлық қ исық алады.

Сурет. Сынаптың беттік керілуінің, зарядының жә не қ ос электрлік қ абаттың сыйымдылығ ының потенциалғ а тә уелділігі (эксперименттік электркапиллярлық қ исық).

4.7-суретте беттік керілудің (эксперименттік), зарядтың жә не Қ ЭҚ -тың сыйымдылығ ының (теориялық есептелген электрлік потенциалғ а тә уелділіктері кө рсетілген). эксперименттік қ исығ ы бойынша мысалы, графикті дифференциалдау арқ ылы зарядтың тығ ыздығ ынан потенциалғ а (3) тә уелділігі анық талды. Эксперименттік тә уелділікті екінші дифференциалдау қ ос электрлік қ абаттың сыйымдылығ ының потенциалғ а тә уелділігін алуғ а мү мкіндік береді. Эксперимент арқ ылы алынғ ан электркапиллярлық қ исық теориялық электркапиллярлық қ исық ты қ айталайды. Сонымен Липпман тең деуінің дұ рыстығ ы расталды. Алайда Қ ЭҚ сыйымдылығ ының потенциалғ а байланысты тә уелділігі реалдық жү йеде параболаның симметриялылығ ын бұ зады екен. Оғ ан негізгі ә сер ететін – Қ ЭҚ тү зетін иондардың табиғ аты.

Оң потенциалда (қ исық тың сол бө лігі) ерітіндідегі қ арсы иондар қ абатын аниондар тү зеді. Ал электродтың теріс потенциалында қ арсы иондар қ абатын катиондар тү зеді.

Ә детте, аниондар катиондарғ а қ арағ анда аздап гидратацияланады жә не электр ө рісіне кү штірек поляризацияланады. Сондық тан олар электрод бетіне жақ ынырақ болады, Қ ЭҚ -тың қ алың дығ ы да катиондарғ а қ арағ анда, оларда азырақ болады. Қ ос электрлік қ абаттың қ алың дығ ы аз болғ аннан оның сыйымдылығ ы кө п болатындығ ы белгілі.

(2.13)

Мұ ндағ ы -абсолюттік диэлектрлік тұ рақ тылық (ө тімділік); -салыстырмалы диэлектрлік тұ рақ тылық.; - тең электрлік тұ рақ тылық.

Оң потенциалды (қ исық тың сол бө лігі) арттырғ анда сынап ерітінді шекарасындағ ы беттік керілу теріс потенциалды арттырғ анғ а қ арағ анда кү рт тө мендейді. Міне, сол себептен 4.7-суреттің оң жағ ы сол жағ ына қ арағ анда баяулау ө згереді.

Потенциал артуына байланысты аниондардың поляризациясы артады, ал q азаяды, олар электркапиллярлық қ исық тың ассиметриясына кү штірек ә сер етеді. Потенциал кө бірек болғ анда катиондар да поляризациялануы мү мкін. Нә тижесінде теориялық электркапиллярлық қ исық қ а сә йкес келетін -дің -ге сызық ты тә уелділігі реалды жү йесінде нө льдік заряд нү ктесіне жақ ын аймақ та байқ алады да, ал одан қ ашығ ырақ аймақ та ол тә уелділік бұ зылады.