ઇલેક્ટ્રોકેપિલરી અસાધારણ ઘટના

જો ઇલેક્ટ્રોલાઇટની સપાટી ચાર્જ કરવામાં આવે છે, તો તેની સપાટી પરની સપાટીનું તાણ માત્ર પડોશી તબક્કાઓની રાસાયણિક રચના પર જ નહીં, પણ તેમના વિદ્યુત ગુણધર્મો પર પણ આધારિત છે. આ ગુણધર્મો સપાટી ચાર્જ ઘનતા અને ઇન્ટરફેસ પર સંભવિત તફાવત છે.

આ ઘટના માટે સંભવિત તફાવત પર સપાટીના તણાવની અવલંબન (e) ઇલેક્ટ્રોકેપિલરી વળાંક દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. અને ખૂબ જ સપાટીની ઘટના જ્યાં આ અવલંબન જોવા મળે છે તેને ઇલેક્ટ્રોકેપિલરી ઘટના કહેવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રોડ-ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇન્ટરફેસ પર ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતને અમુક રીતે બદલવાની મંજૂરી આપો. આ કિસ્સામાં, ધાતુની સપાટી પર આયનો છે જે સપાટી પર ચાર્જ બનાવે છે અને ઇલેક્ટ્રિક ડબલ લેયરની હાજરીનું કારણ બને છે, જો કે અહીં કોઈ બાહ્ય EMF નથી.

લાઇક-ચાર્જ્ડ આયનો ઇન્ટરફેસની સમગ્ર સપાટી પર એકબીજાને ભગાડે છે, આમ પ્રવાહી પરમાણુઓના સંકોચન દળોને વળતર આપે છે. પરિણામે, ઇલેક્ટ્રોડ પર વધારાની સંભવિતતાની ગેરહાજરીમાં સપાટીનું તણાવ ઓછું થાય છે.

જો વિપરીત ચિહ્નનો ચાર્જ ઇલેક્ટ્રોડ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, તો સપાટી તણાવ વધશે કારણ કે આયનોના પરસ્પર વિકારના દળો ઘટશે.

પ્રતિકૂળ આયનોના ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક દળો દ્વારા આકર્ષક દળોના સંપૂર્ણ વળતરના કિસ્સામાં, સપાટીનું તણાવ મહત્તમ સુધી પહોંચે છે. જો આપણે ચાર્જ સપ્લાય કરવાનું ચાલુ રાખીશું, તો સપાટી તણાવ ઘટશે કારણ કે નવા સપાટી ચાર્જ ઉદભવશે અને વધશે.

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ઇલેક્ટ્રોકેપિલરી ઘટનાનું મહત્વ ખૂબ જ મહાન છે. તેઓ પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોના સપાટીના તાણને બદલવાનું શક્ય બનાવે છે, તેમજ કોલોઇડલ-રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ જેમ કે સંલગ્નતા, ભીનાશ અને વિક્ષેપને પ્રભાવિત કરે છે.

ચાલો આ અવલંબનની ગુણાત્મક બાજુ પર ફરીથી આપણું ધ્યાન ફેરવીએ. થર્મોડાયનેમિકલી, સપાટીના તણાવને એકમ સપાટી બનાવવાની ઇસોથર્મલ પ્રક્રિયાના કાર્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

જ્યારે સપાટી પર સમાન નામના વિદ્યુત ચાર્જ હોય ​​છે, ત્યારે તેઓ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટલી એકબીજાને ભગાડશે. ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક રિસ્પ્લેશનના દળોને સપાટી પર સ્પર્શક રીતે નિર્દેશિત કરવામાં આવશે, કોઈપણ રીતે તેનો વિસ્તાર વધારવાનો પ્રયાસ કરશે. પરિણામે, ચાર્જ થયેલ સપાટીને ખેંચવાનું કામ સમાન પરંતુ વિદ્યુત રીતે તટસ્થ સપાટીને ખેંચવા માટે જરૂરી કામ કરતા ઓછું હશે.

ઉદાહરણ તરીકે, ચાલો ઓરડાના તાપમાને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના જલીય દ્રાવણમાં પારો માટે ઇલેક્ટ્રોકેપિલરી વળાંક લઈએ.

મહત્તમ સપાટીના તણાવના બિંદુએ ચાર્જ શૂન્ય છે. આ શરતો હેઠળ પારાની સપાટી ઇલેક્ટ્રિકલી તટસ્થ છે.આમ, સંભવિત કે જેના પર ઇલેક્ટ્રોડ સપાટી તણાવ મહત્તમ છે તે શૂન્ય ચાર્જ સંભવિત (ZCP) છે.

શૂન્ય ચાર્જની સંભવિતતાની તીવ્રતા પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટની પ્રકૃતિ અને દ્રાવણની રાસાયણિક રચના સાથે સંબંધિત છે. ઇલેક્ટ્રોકેપિલરી વળાંકની ડાબી બાજુ, જ્યાં સપાટીની સંભવિતતા શૂન્ય ચાર્જની સંભવિતતા કરતા ઓછી હોય છે, તેને એનોડિક શાખા કહેવામાં આવે છે. જમણી બાજુ કેથોડ શાખા છે.

એ નોંધવું જોઈએ કે સંભવિતમાં ખૂબ નાના ફેરફારો (0.1 V ના ક્રમમાં) સપાટીના તણાવમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો લાવી શકે છે (10 mJ પ્રતિ ચોરસ મીટરના ક્રમ પર).

સંભવિત પર સપાટીના તણાવની અવલંબન લિપમેન સમીકરણ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે:

ઇલેક્ટ્રોકેપિલરી અસાધારણ ઘટના ધાતુઓ પરના વિવિધ કોટિંગ્સના એપ્લિકેશનમાં વ્યવહારુ ઉપયોગ શોધે છે - તે પ્રવાહી સાથે ઘન ધાતુઓના ભીનાશને નિયંત્રિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે. લિપમેન સમીકરણ ઇલેક્ટ્રીક ડબલ લેયરની સપાટીના ચાર્જ અને કેપેસિટેન્સની ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે.

ઇલેક્ટ્રોકેપિલરી અસાધારણ ઘટનાની મદદથી, સર્ફેક્ટન્ટ્સની સપાટીની પ્રવૃત્તિ નક્કી કરવામાં આવે છે, કારણ કે તેમના આયનોમાં ચોક્કસ શોષણ હોય છે. પીગળેલી ધાતુઓમાં (ઝીંક, એલ્યુમિનિયમ, કેડમિયમ, ગેલિયમ) તેમની શોષણ ક્ષમતા નક્કી થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોકેપિલરી સિદ્ધાંત પોલેરોગ્રાફીમાં મેક્સિમાને સમજાવે છે. તેની સંભવિતતા પર ઇલેક્ટ્રોડની ભીનાશ, કઠિનતા અને ઘર્ષણના ગુણાંકની અવલંબન પણ ઇલેક્ટ્રોકેપિલરી ઘટનાનો સંદર્ભ આપે છે.