题目
3 .什么是电毛细现象?为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状?
3 .什么是电毛细现象?为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状?
题目解答
答案
答:电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。溶液界面存在双电层,剩余电荷无论带正电还是负电,同性电荷间相互排斥,使界面扩大,而界面张力力图使界面缩小,两者作用效果相反,因此带电界面的张力比不带电时小,且电荷密度越大,界面张力越小,因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。
解析
考查要点:本题主要考查对电毛细现象的定义及其曲线形状的理解,核心在于掌握双电层结构对界面张力的影响。
解题思路:
- 电毛细现象的本质是界面张力随电极电位的变化,需明确其定义。
- 双电层中剩余电荷的分布是关键:同性电荷排斥导致界面扩大,而界面张力试图缩小界面,两者作用矛盾,导致张力变化。
- 电荷密度与张力的关系:电荷密度越大,张力越小,最终形成具有极大值的抛物线形状。
1. 电毛细现象的定义
电毛细现象是指溶液界面在带电状态下,界面张力随电极电位变化的现象。其本质是双电层结构对界面性质的影响。
2. 双电层的作用机制
- 双电层形成:溶液界面存在双电层,由固定电荷和吸附离子构成,导致界面带有剩余电荷(正或负)。
- 同性电荷排斥:剩余电荷与吸附离子同性,相互排斥,使界面分子间距增大,界面面积扩大。
- 界面张力的对抗:界面张力本身会促使界面收缩以降低表面积,但排斥力导致界面扩张,两者作用相反。
3. 电毛细曲线的抛物线形状
- 张力变化规律:由于界面扩张与张力收缩的矛盾,带电时的界面张力小于未带电时。
- 电荷密度的影响:随着电荷密度增加,排斥力增强,界面张力进一步减小。
- 极大值的形成:当电极电位变化时,张力先减小后趋于稳定,形成以未带电状态张力为极大值的抛物线。