Povrchový elektrický potenciálový rozdiel

Vľavo: Elektrostatický potenciál vo vákuu vo vzdialenosti R od stredu rovnomerne nabitej gule tvorenej fázou α. Vpravo: Závislosť elektrostatického potenciálu V na vzdialenosti R od stredu rovnomerne nabitej gule tvorenej fázou α. ψ: Voltov potenciál, φ Galvaniho potenciál, χ povrchový elektrický potenciálový rozdiel.

Povrchový elektrický potenciálový rozdiel (tiež Povrchový potenciál) označovaný χ, je elektrostatická práca vynaložená na prenos elektricky nabitých častíc cez tenkú povrchovú vrstvu fázy, v ktorej má intenzita elektrického poľa nenulovú hodnotu. Povrchový potenciál χ je rozdiel elektrických potenciálov medzi vnútornou a vonkajšou plochou povrchovej vrstvy elektricky nabitej gule:

$\chi \,=\,\varphi \,-\,\psi$

kde ${\textstyle \varphi }$ je Galvaniho potenciál a ${\textstyle \psi }$ je Voltov potenciál.

Práca W vynaložená na prenos elektricky nabitých častíc cez tenkú povrchovú vrstvu fáze, v ktorej má intenzita elektrického poľa nenulovú hodnotu, sa dá zapísať:

$W\ =\ -\ F\ \chi$

kde F je Faradayova konštanta. Táto práca je príspevkom k elektrochemickému potenciálu ${\overset {\sim }{\mu }}$.

Povrch fázy α je miesto, kde existuje dvojvrstva nábojov (dipólová vrstva), ktorá vzniká z rôznych príčin:

• vo vode sa dipólové molekuly vody orientujú vodíkmi (kladnými koncami dipólu) von z kvapalnej fázy,
• u kovov sa uvoľňujú energenticky bohaté elektróny za vytvorenia tenkého elektrónového filmu na porchu kovu. Záporná strana tejto dipólovej vrstvy smeruje von.

Dipólové vrstvy neudeľujú fázam žiadny elektrický náboj (nedôjde ku prenosu náboja z jednej fázy do druhej), napriek tomu dôsledkom ich existencie je, že je nutné vynaložiť elektrickú prácu na prenos elektricky nabitej častice cez takúto dipólovú vrstvu. Dôsledkom je teda povrchový potenciál χ.

Povrchový potenciál nie je možné experimentálne merať, pretože by šlo o meranie rozdielu elektrostatického potenciáku medzi dvoma bodmi v rôznych fázach (vákuum a fáza α).

Pozri aj

• Galvaniho potenciál
• Voltov potenciál
• Coulombov zákon
• Elektrická dvojvrstva
• Chemický potenciál
• Elektrochemický potenciál