Počkejte prosím...
Data pro 2018/2019

Teoretické základy elektrochemie

Kredity 4
Rozsah 2 / 1 / 0
Examinace Z+Zk
Jazyk výuky čeština
Úroveň magisterský předmět
Garant Ing. Tomáš Bystroň, Ph.D.

Anotace

Cílem kurzu je seznámit posluchače se základními principy a zákony elektrochemie. Po uvedení základních nezbytných pojmů a definic bude pozornost věnována popisu chování elektrolytů, rovnováhám v elektrochemických soustavách, kinetice vybraných elektrochemických dějů a mechanismům elektrochemických reakcí. U posluchaču je předpokládána znalost základů fyzikální chemie.

Sylabus

1. Úvod - Základní pojmy a definice (elektrický náboj, elektrostatické pole, základní zákony elektrochemie, náboj, elektrochemický potenciál, kroky elektrodové reakce)
2. Elektrolyty (definice, roztoky elektrolytů, pevné elektrolyty, taveniny, iontové kapaliny, vlastnosti, solvatace, rovnováhy v roztocích elektrolytů, slabé a silné elektrolyty, disociace, asociace, autoprotolýza, pH)
3. Aktivitní koeficienty v roztocích elektrolytů (Debye-Hückelova teorie, iontová síla roztoku)
4. Transport hmoty v roztocích elektrolytů (difúze, migrace, konvekce, vodivost elektrolytu, Nernst-Planckova rovnice, kapalinový potenciál)
5. Pevné elektrolyty, iontově selektivní polymerní materiály a taveniny (struktura, mechanismus transportu náboje, srovnání s roztoky elektrolytů)
6. Elektrochemické rovnováhy na fázových rozhraních (Nernstova rovnice, obecné podmínky elektrochemické rovnováhy na fázovém rozhraní - rovnovážný potenciál elektrody, "rovnovážné" napětí elektrochemického systému, Donnanův potenciál)
7. Posouzení redoxních rovnováh (Pourbaixovy diagramy, význam a konstrukce)
8. Klasifikace elektrochemických systémů (Elektrolyzér, galvanický článek, elektrochemická pumpa, napětí článku a elektrolyzéru, potenciál anody a katody, přepětí, účinnost elektrochemického systému)
9. Elektrody (definice, druhy elektrod, polarizace elektrod, referenční elektrody - princip funkce, iontově selektivní elektroda, pH elektroda)
10. Elektrická dvojvrstva (Helmholtzův model, Guy-Chapman, Stern, specifická adsorpce iontů)
11. Adsorpce (Langmuir, Frumkin, Temkin)
12. Kinetika reakce přenosu elektronu (dílčí proudy, faktor symetrie, výměnná proudová hustota, obecná rovnice polarizační křivky)
13. Kinetika reakce přenosu elektronu (Butlerova-Volmerova rovnice, tafelova rovnice, linearizace Butlerovy-Volmerovy rovnice, faktor symetrie vs. koeficient přenosu náboje)
14. Mechanismy elektrochemických reakcí - elektrochemická reakce jako sled elementárních reakcí (jednoduchý přenos elektronu, předřazená a následná chemická reakce, vznik radikál-kationtu (aniontu), radikálu, dimerizace, reakce s nukleofilem či elektrofilem)

Literatura

Z: Teoretické základy pochodů anorganické technologie I, M. Malinovský, I. Roušar, a kol., SNTL
Z: Elektrochemie, Z. Samec, Karolinum
D: Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions, M. Pourbaix, NACE International Cebelcor
D: Modern Electrochemistry, John O'M. Bockris, Amulya K.N. Reddy, Springer
D: Elektrochemie, J. Dvořák, J. Koryta, L. Kavan, Academia

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi