Упрощенная HTML-версия
поле. Под действием электрического поля
свободные заряды - ионы
перемещаются от одного
электрода к другому, создавая ток проводимости.
Движение
свободных зарядов
при прохождении тока в цепи, содержащей раствор электролита,
сопровождается рядом явлений, происходящих на поверхности электродов или в растворе, их
окружающем:
•
электролиз
- выделение веществ на электродах (например, при прохождении электрического
тока через раствор NaCl на катоде выделяется Na, а на аноде выделяется Cl, т.е. ионы
нейтрализуются, превращаясь в атомы соответствующего вещества);
•
реакции между ионами электролита и веществом электрода или растворителя (водой)
(например, при прохождении электрического тока через раствор NaCl на поверхности
отрицательного электрода образуется едкая щелочь NaOH и выделяются в виде пузырьков газа
молекулы Н2, а на поверхности положительного электрода образуется соляная кислота НС1 и
выделяются в виде пузырьков газа молекулы кислорода);
•
образование местных концентрационных пространственных зарядов
(за единицу времени
как на положительном, так и на отрицательном электродах нейтрализуют свои заряды равные
количества ионов. Поэтому более подвижные ионы не успевают полностью нейтрализовать свои
заряды, накапливаются около электрода и образуют пространственный заряд противоположного по
отношению к электродам знака).
Все эти явления объединяются названием
электролитической (или электрохимической)
поляризации
, а образующаяся на электродах разность потенциалов называется
обратной
электродвижущей силой поляризации.
При прохождении по биологическим тканям электрического тока на границе раздела двух сред
с различной проводимостью (электролит - диэлектрик) имеют место явления, называемые
поляризационными
:
•
микроструктурная поляризация
(для ее возникновения необходимо наличие слоев с различной
электропроводностью; под действием поля свободные ионы и электроны, содержащиеся в
проводящих субстанциях, перемещаются в пределах каждого включения до границы проводящего
слоя);
•
поверхностная поляризация
(происходит на поверхностях, имеющих двойной электрический
слой).
Изменение ориентации связанных зарядов
(смещение зарядов в пределах атома или
молекулы) в диэлектрических тканях под действием электрического поля и образование вследствие
этого электродвижущей силы, направленной против внешнего поля,
называется поляризацией
(не
следует путать поляризацию в диэлектрических тканях с электролитической поляризацией и
поляризационными явлениями).
Выделяют следующие виды поляризации в диэлектриках:
•
электронная поляризация
(смещение по отношению к ядру электронных оболочек в атомах и
молекулах, чаще смещается наружная электронная оболочка, которая слабее связана с ядром);
•
ионная поляризация
(взаимное смещение ионов в кристаллической решетке);
•
дипольная (ориентационная) поляризация
(ориентация полярных молекул - диполей вдоль
линий напряженности приложенного электрического поля).
При пропускании постоянного тока через раствор электролита (и биологическую жидкость)
было установлено, что сила тока не остается
постоянной во времени, хотя прикладываемое
напряжение не изменяется. Сила тока после
наложения разности потенциалов начинает
непрерывно уменьшаться и через некоторое
время устанавливается на постоянном уровне.
При этом сила тока уменьшается в сотни и
даже тысячи раз (кривая
I = f(t)
на рисунке
18.
1).
t (время)
Рисунок 18.1. Зависимость силы тока от
времени для проводников и электролитов