Электрохимия

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ЭЛЕКТРОХИМИЯ»
вузовского компонента цикла ЕН подготовки бакалавра по направлению 510500 «Химия»
Разработчик: профессор, д.х.н. Кравцов Валерий Ильич
Темы и их краткое содержание.
•
•
•
•
Двойной электрический слой. Причины возникновения двойного электрического
слоя. Плотный и диффузный двойной электрический слой. Теория Гуи-Чапмена.
Выражение для заряда электрода и емкости двойного слоя при диффузном
строении двойного электрического слоя. Строение двойного слоя при наличии
специфической адсорбции: теория Штерна, модель Грэма. Соотношение между
общим скачком потенциала на границе металл-раствор и потенциалом во внешней
плоскости Гельмгольца при отсутствии специфической адсорбции.
Методы изучения двойного электрического слоя и адсорбции на электродах.
Адсорбционный метод изучения двойного электрического слоя, метод
электрокапиллярных кривых, методы измерения емкости двойного электрического
слоя. Потенциал нулевого заряда. Уравнение Липпмана. Влияние специфической
адсорбции ионов и молекул на электрокапиллярные кривые и дифференциальную
емкость двойного электрического слоя ртутного электрода. Определение
количества адсорбированных частиц из электрокапиллярных кривых и из
зависимости дифференциальной емкости двойного слоя от потенциала электрода.
Изотерма адсорбции Фрумкина и другие изотермы адсорбции. Кривые заряжения
платинового электрода. Закономерности адсорбции водорода и кислорода на
платиновых металлах.
Кинетика электродных процессов. Природа отдельных стадий электродного
процесса и их влияние на скорость электродного процесса. Процессы
массопереноса, электрохимические и химические стадии. Уравнения теории
замедленного разряда при больших и небольших перенапряжениях. Уравнение
Тафеля. Плотность тока обмена и ее зависимость от концентрации реагентов.
Кинетический вывод уравнения Нернста. Предельный диффузионный ток.
Выражения для скорости электродного процесса при медленном протекании
электрохимической стадии и диффузии. Зависимость скорости электрохимических
стадий от строения двойного электрического слоя. Исправленные тафелевские
зависимости. Закономерности электровосстановления анионов и ионов водорода.
Влияние химических стадий на скорость электродного процесса. Выражения для
кинетического предельного тока. Роль обратимых химических стадий.
Методы изучения кинетики электродных процессов и электроаналитические
методы. Определение плотности тока обмена, коэффициента переноса и порядка
реакции методом стационарных поляризационных кривых. Выражение для
предельного диффузионного тока на вращающемся дисковом электроде.
Использование вращающегося дискового электрода при изучении кинетики
электродных процессов. Полярографический метод. Мгновенные и средние токи на
ртутном капающем электроде при лимитирующем влиянии диффузии. Уравнения,
описывающие обратимые и необратимые полярографические волны. Выражения
для потенциала полуволны. Полярографические и вольтамперометрические методы
анализа.
•
•
Кинетика и механизм электродных реакций. Кинетика и механизм
электровосстановления анионов на отрицательно заряженной поверхности
электрода. Влияние концентрации и природы катионов фонового электролита на
скорость восстановления персульфат - ионов на ртутном катоде. Исправленные
тафелевские зависимости процессов электровосстановления анионов. Кинетика и
механизм выделения водорода из растворов с разными концентрациями ионов
водорода и фонового электролита. Механизм восстановления молекулярного
кислорода.
Вопросы прикладной электрохимии. Химические источники тока. Литиевые
аккумуляторы, топливные элементы, коррозия и пассивность металлов.
Электрохимические методы защиты металлов от коррозии. Скорость
саморастворения металлов в растворах кислот. Процессы электроосаждения
металлов.
Рекомендуемая основная литература.
1. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Г.А. Электрохимия. М.: Химия, 2001.
2. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Введение в электрохимическую кинетику. М.:
Высшая школа, 1983.
3. Корыта И., Дворжак И., Богачкова В. Электрохимия. М.: Мир 1977.
4. Кравцов В.И., Красиков Б.С., Цвентарный Е.Г. Руководство к практическим
работам по электрохимии. Л.: ЛГУ, 1979.
Дополнительная литература
1. Феттер К. Электрохимическая кинетика. М.: Химия, 1967.
2. Гейровский Я., Кута Я. Основы полярографии. М.: Мир, 1965.
3. Ротинян А.Л., Тихонов К.И., Шошина И.А. Теоретическая электрохимия. Л.:
Химия, 1981.
4. Прикладная электрохимия. Под ред. Томилова А.П. М.: Химия, 1984.