Экзаменационные вопросы 1. Роль российских ученых в

Экзаменационные вопросы
1. Роль российских ученых в формировании основных направлений
теоретической электрохимии.
2. История развития электрохимии.
3. Современные проблемы теоретической электрохимии.
4. Термодинамическая и кинетическая картины возникновения двойного
электрического слоя.
5. Типы двойных электрических слоев.
6. Особенности электрохимического равновесия на мембранных электродах.
7. Особенности
электрохимического
равновесия
на
окислительновосстановительных электродах.
8. Поляризуемые и неполяризуемые электроды.
9. Теории и модели двойного электрического слоя (д э с).
9.1.Строение двойного электрического слоя по теории Гельмгольца. Емкость
двойного слоя, заряд поверхности, пограничное натяжение.
9.2. Модель Гуи-Чапмена, ее достоинства и недостатки. Расчет основных
параметров д.э.с.
9.3. Вывод основного уравнения теории Гуи-Чапмена для 1-1 валентных
электролитов.
9.4. Теория Штерна. Практическая проверка основных положений теории.
9.5. Модель Эршлера-Грэма. Понятие микро и макропотенциала.
9.6. Зависимость ψ/ (в диффузной части) от заряда поверхности и потенциала
электрода.
9.7. Расчет емкости двойного слоя и заряда поверхности согласно моделям
Гельмгольца, Гуи-Чапмена, Эршлера-Грэма.
9.8. Расчет поверхностного натяжения, толщины двойного слоя, ψ/
потенциала по теории Гельмгольца, Гуи-Чапмена, Эршлера-Грэма.
9.9. Расчет адсорбции ионов по теории Гельмгольца, Гуи-Чапмена, ЭршлераГрэма.
9.10. Возможные случаи перезарядки поверхности, ее причины и влияние на
распределение скачка потенциала, между плотной и диффузной частью, частью
д.э.с.
10.Мембранное равновесие, природа двойных электрических слоев и скачков
потенциала в диффузной части д.э.с.
11.Отличие электрохимических процессов от химических.
12. Понятие электрода и электрохимической системы.
13. Равновесие в растворах электролитов.
13.1.Теория электролитической диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
13.2 Активность и коэффициент активности.
13.2.1. Экспериментальное определение из измерений электропроводности и
э.д.с.
13.2.2. Правило ионной силы.
13.2.3. Теория растворов Дебая-Гюккеля (модель раствора, I и II приближение
теории).
13.2.4. Эмпирические формулы для расчета коэффициента активности.
13.2.5. Ионная ассоциация.
13.2.6. Современные представления о строении растворов электролитов.
13.3. Ион-молекулярные взаимодействия в растворах.
13.3.1. Сольватация и гидратация ионов. Теплота и энергия сольватации.
Методы определения и расчета энергии гидратации ионов.
13.3.2. Энтропия гидратации.
13.3.3. Числа гидратации ионов, методы их определения.
13.3.4. Связь энергии сольватации с физико-химическими свойствами
растворителей.
13.3.5. Возможные пути расчета энергии сольватации ионов.
13.3.6. Влияние сольватации на поведение растворов электролитов в условиях
равновесия.
13.3.7. Протолитическая теория кислот и оснований. Уравнение Бренстеда.
13.3.8. Современные представления о кислотно-основном взаимодействии
в растворах.
13.3.9. Твердые электролиты.
14. Неравновесные явления в ионных системах.
14.1. Электропроводность растворов электролитов, абсолютные скорости
движения ионов и их подвижности. Числа переноса. Методы определения
удельной
и
эквивалентной
электропроводности,
чисел
переноса,
электропроводности катионов и анионов.
14.2.
Влияние свойств электролита и природы растворителя на
электропроводность раствора. Правило Вальдена-Писаржевского. Работы
Саханова; Фуосса и Крауса. Уравнение Шидловского.
14.3. Механизм переноса ионов водорода и гидроксила в водных растворах.
14.4. Электрофоретический и релаксационный эффекты. Эффект Вина,
Эффект Дебая - Фалькенгагена.
14.5. Электропроводность в жидком аммиаке.
14.6.Электропроводность твердых электролитов и полупроводников. Ионные
сверхпроводники.
15.Диффузия ионов в растворах.
15.1. Законы Фика, их приложение к растворам электролитов.
15.2. Методы определения коэффициентов диффузии электролита.
Коэффициенты диффузии отдельных ионов.
15.3.
Уравнения Нернста-Хартли.
15.4. Диффузионный потенциал. Термодинамическая трактовка диффузионного
потенциала. Теория Планка и Гендерсона.
15.5. Методы определения диффузионного потенциала и методы его
элиминирования.
16. Электродное равновесие.
16.1 .Типы электродов.
16.2. Электроды сравнения.
16.3. Вывод электродной функции.
16.4. Условность величины электродного потенциала. Водородная шкала
потенциалов.
17. Мембранные электроды. Равновесие Доннана. Электроды ионселективные.
18 .Определение термодинамических величин (∆G, ∆Н, ∆S, Kp) на основе
стандартных потенциалов электродов.
19. Термодинамическая устойчивость электродов в водных растворах.
Диаграммы Пурбе.
20. Термодинамика электрохимических систем.
20.1. Связь между тепловым эффектом, ∆G и электрической энергией
(zFE) в обратимых электрохимических системах. Правило Томсона. Уравнение
Гиббса-Гельмгольца. Температурный коэффициент э.д.с.
20.2. Термодинамический вывод уравнения э.д.с
20.3. Электрохимические цепи. Использование электрохимических цепей для
определения чисел переноса и коэффициентов активности.
21. Внешний, внутренний и поверхностный потенциалы.
22. Гальвани- и Вольта потенциалы . Физическая и химическая теории э.д.с.
Природа скачков потенциала. Контактный потенциал.
23. Метод электрокапиллярных кривых. Вывод основного уравнения
электрокапиллярности. Уравнение Липпмана.
24. Метод краевого угла смачивания, метод твердости.
25. Адсорбционный метод.
26 Метод кривых дифференциальной емкости.
27. Метод кривых заряжения.
28. Влияние поверхностно- активных веществ на поверхностную энергию и
заряд поверхности и на распределение скачка потенциала в двойном слое.
29. Соотношение между электрокинетическим потенциалом и скачком
потенциала в диффузной части двойного слоя.
30. Методы определения потенциала нулевого заряда.
31. Проблема потенциала нулевого заряда, ее теоретическое и практическое
значение.
32. Быстрые и медленные методы снятия кривых заряжения.
33. Методика снятия кривых дифференциальной емкости. Установка,
измерительная схема. Требования к чистоте эксперимента.
34. Техника электрокапиллярных измерений.
35. Влияние поверхностно-активных веществ на форму кривых
дифференциальной емкости.
36.Значение электрохимии в народном хозяйстве.
37.3аконы электролиза.
38. Особенности электрохимического равновесия.
39.Сила и плотность тока как характеристика скорости электрохимической
реакции.
40.Поляризация электрода и ее связь с природой электрохимического
процесса. Виды перенапряжений.
41 .Концентрационная поляризация. Определение предельной плотности тока.
42.Перенапряжение перехода. Уравнение Тафеля.
43.Перенапряжение водорода. Возможные причины его.
44.Влияние состава раствора, концентрации, температуры, давления, природы
растворителя на η(H2).
45.Теория Фольмера-Тафеля.
46. Теория электрохимической десорбции.
47. Роль заряда поверхности в явлениях η(H2) при электрохимических реакциях
выделения водорода.
48. Анодное выделение кислорода.
49.Электроосаждение металлов, роль зародышей, роль заряда поверхности,
влияние добавок.
50. Роль потенциала нулевого заряда при электровосстановлении анионов
(S2O82-/Cr2O72- и др.)
51.Совместное выделение металлов и водорода.
52. Анодное растворение металлов.
53.Пассивность металлов, кинетика и механизм.
54. Виды коррозионных процессов и методы защиты металлов от коррозии.
55.Теории коррозии.
56.Влияние строения двойного электрического слоя на скорость стадии
разряда.
57.Зависимость скорости электрохимической реакции от температуры. Энергия
активации.
58. Возможные стадии и пути протекания процесса выделения водорода на
металлах.