Wolfram Topics from University Chemistry

(8) 電解質溶液 2. 電気伝導とインピーダンス

Elecrolyte solution 2. Electrical conduction and impedance

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<二種類の抵抗の存在を示唆する実験>

実験2では0.001 mol/L の食塩水に 2本のグラファイト電極を間隔 d で浸して抵抗を測りました。電極面での電子移動に起因する抵抗ρと溶液内の抵抗Rbulkとの直列接続の式で実験結果が説明できました。

ρの値は図に示してあります。Rbulkはイオンの伝導度と濃度から推定しました。
<V0=3ボルト(左)と5ボルト(右)における電流Iの距離d依存性>

<電気化学系を等価回路で表わす>

電極での電子移動に由来する抵抗ρ(Faraday抵抗とも呼ばれます)と電解質溶液の抵抗RbulkとPart (1)で求めた電気二重層の静電容量Cdlでもって回路を組めば右の等価回路ができます。 これを検証するには回路の複素インピーダンス (Re Z,Im Z) を周波数Ωに対してプロットします(Cole-Cole図とかNyquistプロッット)と呼ばれます。実際には低周波部分で不一致が目立ちます。

<実験から推論できる等価回路>

<Wolfram code (chemistry_ionsoln.nb)>

次のコードはRbulkの電極間距離依存性を出します。

次のコードで上の等価回路の Cole-Cole図を描きます。

12-18-2024, S. Hayashi