PředmětyPředměty(verze: 811)
Předmět, akademický rok 2017/2018
  
Teoretické základy elektrochemie - N105032
Anglický název: Principles of Electrochemistry
Zajišťuje: Ústav anorganické technologie (105)
Platnost: od 2014
Semestr: letní
Body: letní s.:4
E-Kredity: letní s.:4
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)Rozvrh není zveřejněn, proto je tento údaj pouze informativní a může se ještě měnit.
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Garant: Bystroň Tomáš Ing. Ph.D.
Anotace -
Poslední úprava: Bystroň Tomáš Ing. Ph.D. (08.10.2014)

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.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Bystroň Tomáš Ing. Ph.D. (08.10.2014)

Studenti budou umět:

• pracovat se základními pojmy elektrochemie

• posoudit redoxní rovnováhy v jednoduchých systémech

• kvalitativně a kvantitativně popsat děje probíhající v elektrochemických systémech

Literatura -
Poslední úprava: Bystroň Tomáš Ing. Ph.D. (16.10.2014)

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

Studijní opory
Poslední úprava: Bystroň Tomáš Ing. Ph.D. (08.10.2014)

http://www.freebookcentre.net/Chemistry/ElectroChemistry-Books-Download.html

Sylabus -
Poslední úprava: Bystroň Tomáš Ing. Ph.D. (18.01.2016)

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)

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 1,5 42
Příprava na zkoušku a její absolvování 1 28
Účast na seminářích 0,5 14
4 / 4 112 / 112
 
VŠCHT Praha