|
＜電気二重層の存在を示唆する実験＞
実験3では0.001 mol/L の食塩水に 2本のグラファイト電極を浸し、0.1ボルトの電圧を加えました。そうすると一瞬電流が流れましたが、数秒の時定数τで減衰し、ゼロになりました。 この理由は電極表面にGouy-Chapman型の電気二重層(EDL)が形成されたからであると解釈しました。実際、この電気二重層にたまった電気の放電時定数は秒のオーダーになって実際と合います。
λはナノメートル・オーダーの距離です。これに似て非なるものがDebye距離rDで、イオン強度Iを含んでいます(実験3の解説)。 |
＜電気化学系に見られる減衰波形＞
|
|
＜Wolfram code (chemistry_doublelayer.nb)＞
次のコードはGouy-Chapman型EDLの静電ポテンシャル φ(x)と近似解 φ0exp(-x/λ)のグラフを描きます。
次のコードは単位面積あたりの静電容量を計算します。Cは1:1の塩のモル濃度です。0.1 mol/L で 0.1 volt のとき 257 μF/cm2 です。
上の lambdaGC はひとつの特性距離ですが、これに似て非なる距離が有名な Debye距離 rDebye で、濃度 C のほかにイオン強度 I で決まります。0.1 mol/Lの明礬では0.3 nmです。
|
|