ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า
หากพื้นผิวของอิเล็กโทรไลต์ถูกประจุ แรงตึงผิวบนพื้นผิวจะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของเฟสข้างเคียงเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางไฟฟ้าด้วย คุณสมบัติเหล่านี้คือความหนาแน่นของประจุที่พื้นผิวและความต่างศักย์ที่ส่วนต่อประสาน
การพึ่งพา (e) ของแรงตึงผิวบนความต่างศักย์สำหรับปรากฏการณ์นี้อธิบายได้ด้วยเส้นโค้งอิเล็กโทรคาพิลลารี และปรากฏการณ์พื้นผิวที่สังเกตเห็นการพึ่งพานี้เรียกว่าปรากฏการณ์อิเล็กโทรคาพิลลารี
ปล่อยให้ความต่างศักย์ของอิเล็กโทรดเปลี่ยนแปลงในทางใดทางหนึ่งบนส่วนต่อประสานระหว่างอิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรไลต์ ในกรณีนี้ มีไอออนบนพื้นผิวโลหะที่ก่อตัวเป็นประจุไฟฟ้าที่พื้นผิวและทำให้เกิดไฟฟ้าสองชั้น แม้ว่าจะไม่มี EMF ภายนอกเลยก็ตาม
ไอออนที่มีประจุเหมือนกันจะผลักซึ่งกันและกันผ่านพื้นผิวของส่วนต่อประสาน ซึ่งจะช่วยชดเชยแรงหดตัวของโมเลกุลของเหลว เป็นผลให้แรงตึงผิวต่ำกว่าในกรณีที่ไม่มีอิเล็กโทรดมากเกินไป
หากใช้ประจุของเครื่องหมายตรงกันข้ามกับอิเล็กโทรด แรงตึงผิวจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากแรงผลักกันของไอออนจะลดลง
ในกรณีของการชดเชยแรงดึงดูดโดยสมบูรณ์ด้วยแรงไฟฟ้าสถิตของไอออนขับไล่ แรงตึงผิวจะถึงค่าสูงสุด ถ้าเราจ่ายประจุต่อไป แรงตึงผิวจะลดลงเมื่อประจุใหม่เกิดขึ้นและเติบโต
ในบางกรณี ความสำคัญของปรากฏการณ์อิเล็กโทรคาพิลลารีนั้นยิ่งใหญ่มาก พวกมันทำให้สามารถเปลี่ยนแรงตึงผิวของของเหลวและของแข็ง รวมทั้งมีอิทธิพลต่อกระบวนการคอลลอยด์-เคมี เช่น การยึดเกาะ การทำให้เปียก และการกระจายตัว
ให้เรากลับมาสนใจอีกครั้งในด้านคุณภาพของการพึ่งพาอาศัยกันนี้ ในทางอุณหพลศาสตร์ แรงตึงผิวหมายถึงการทำงานของกระบวนการไอโซเทอร์มอลในการสร้างพื้นผิวหนึ่งหน่วย
เมื่อมีประจุไฟฟ้าที่มีชื่อเดียวกันบนพื้นผิว ประจุไฟฟ้าทั้งสองจะผลักกัน แรงผลักของไฟฟ้าสถิตจะถูกส่งตรงไปยังพื้นผิวโดยพยายามเพิ่มพื้นที่ เป็นผลให้งานที่จะยืดพื้นผิวที่มีประจุจะน้อยกว่างานที่จะต้องยืดพื้นผิวที่คล้ายกันแต่เป็นกลางทางไฟฟ้า
ตัวอย่างเช่น ขอให้เราใช้เส้นโค้งอิเล็กโทรคาพิลลารีสำหรับปรอทในสารละลายที่เป็นน้ำของอิเล็กโทรไลต์ที่อุณหภูมิห้อง
ที่จุดแรงตึงผิวสูงสุด ประจุจะเป็นศูนย์ พื้นผิวปรอทเป็นกลางทางไฟฟ้าภายใต้สภาวะเหล่านี้ดังนั้น ศักยภาพที่ความตึงผิวของอิเล็กโทรดมีค่าสูงสุดคือค่าศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์ (ZCP)
ขนาดของศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์นั้นสัมพันธ์กับธรรมชาติของอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของเหลวและองค์ประกอบทางเคมีของสารละลาย ด้านซ้ายของเส้นโค้งอิเล็กโทรคาพิลลารี ซึ่งศักย์ไฟฟ้าที่ผิวน้อยกว่าศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์ เรียกว่า แขนงแอโนดิก ด้านขวาคือสาขาแคโทด
ควรสังเกตว่าการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของศักยภาพ (ตามลำดับ 0.1 V) สามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดเจนในความตึงผิว (ตามลำดับ 10 mJ ต่อตารางเมตร)
การพึ่งพาอาศัยกันของแรงตึงผิวบนศักย์ไฟฟ้าอธิบายโดยสมการลิปมันน์:
ปรากฏการณ์อิเล็กโทรคาพิลลารีพบการใช้งานจริงในการเคลือบผิวต่างๆ บนโลหะ — ทำให้สามารถควบคุมการเปียกของโลหะแข็งด้วยของเหลวได้ สมการลิปมันน์ช่วยให้สามารถคำนวณประจุพื้นผิวและความจุไฟฟ้าสองชั้นได้
ด้วยความช่วยเหลือของปรากฏการณ์อิเล็กโทรคาพิลลารี กิจกรรมพื้นผิวของสารลดแรงตึงผิวจะถูกกำหนด เนื่องจากไอออนของพวกมันมีการดูดซับเฉพาะ ในโลหะหลอมเหลว (สังกะสี อะลูมิเนียม แคดเมียม แกลเลียม) จะพิจารณาถึงความสามารถในการดูดซับ
ทฤษฎีอิเล็กโทรคาพิลลารีอธิบายค่าสูงสุดในโพลารากราฟี การพึ่งพาความสามารถในการเปียกน้ำ ความแข็ง และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของอิเล็กโทรดตามศักย์ไฟฟ้ายังอ้างอิงถึงปรากฏการณ์อิเล็กโทรคาพิลลารีด้วย