油氣化探

[拼音]：dianji dianrong

[外文]：electrode capacitance

從電毛細曲線(見電毛細現象)可知，電極電勢(位)的數值與介面兩側的過剩電荷密度有關。從這個角度看，電極介面可當成是一個電容器，稱為電極電容。作為最簡單的情況，可認為電極和溶液中的過剩電荷均緊貼地排列在介面兩側，形成類似平板電容器中的電荷分佈。這種情況下的電極電容稱為緊密層電容，或稱亥姆霍茲電容。當良電子導體與濃電解質溶液接觸時，電極電容大致符合這一模型。但若溶液濃度較稀(＜0.1摩爾/升)或是電極中的載流子濃度不高( ＜1020/釐米3)，則過剩電荷的分佈具有一定的分散性，相當於存在著和緊密層電容串聯的分散層電容(稀溶液中的)或空間電荷層電容(半導體電極中的)。

由於電極介面結構的複雜性，電極電容往往不具有線性元件的性質，即電容值與電極電勢（及過剩電荷密度）和介面上的吸附現象有關。電極電容可以有兩種不同的定義：

（1）積分電容，Ci＝q/(E-Ez)；

（2）微分電容，Cd＝dq/dE，可用交流電橋法或一些暫態方法來測定。由於直接測量的是電極的微分電容，故電極電容一般都是指微分電容。利用不同電勢下電極介面的微分電容值可繪製微分電容曲線(見圖)。

根據微分電容值的定義，並考慮到當E＝Ez時q＝0，可以利用下式(即曲線下方用斜線標出的面積)來計算電極電勢為E時的過剩電荷密度q:

因為Cd是q的微分函式，故比介面張力（q的積分函式）更敏銳地反映出q的變化。然而，採用微分電容法測定q時所需要的積分常數還是要靠電毛細方法提供，因此兩種方法不可偏廢。

除用於測量q外，測量電極電容還是研究電極介面上離子和分子吸附的重要手段。當無機離子（特別是陽離子）在電極介面上受特性吸附時，離子電荷可比一般水化離子更接近電極表面，引起電極電容值增大。有機分子則由於具有較大的尺寸和較小的介電常數，在電極介面上吸附時會導致電極電容值減小。根據吸附引起的電容值變化，可以測量發生吸附的電勢區間，計算表面吸附量，以及估計吸附粒子在電極介面上的排列情況。如果知道單位面積電極表面的電容值，還可以通過測量電容值來計算電極（包括多孔體和粉末）的真實表面積。

測量電極電容最好在理想極化電極上進行。若是在介面上還進行著電化學反應，則由於電極反應的某些組成部分（例如反應粒子的物體傳質步驟）具有一定的時間常數和容抗性質（見交流阻抗技術），會出現附加的“法拉第電容”，干擾介面電容的測定。另一方面，電極電容的充放電過程也會干擾暫態測量（見暫態技術）。