The aim of the course is to acquaint students with the basic theoretical principles of electrochemical techniques. The course is divided into three parts. The first part deals with electron transport in electrochemical systems, the second part is focused on electrochemical equilibria and the third deals with the kinetics of electrochemical reactions. The basic knowledge of electrostatics and thermodynamics are expected.
Last update: Pátková Vlasta (19.11.2018)
Náplní předmětu je seznámit posluchače s teoretickými principy elektrochemických dějů. Předmět je rozdělen do tří částí. První část se zabývá transportem elektrického náboje v elektrochemických soustavách, druhá část je věnována elektrochemickým rovnováhám, třetí se zabývá rychlostí dějů probíhajících v elektrochemických systémech. U posluchačů jsou předpokládány základní znalosti elektrostatiky a termodynamiky.
Aim of the course -
Last update: Pátková Vlasta (19.11.2018)
Students will be able to
• use basic terms of electrochemistry
• describe equilibrium in electrochemical systems
• describe kinetics of individual steps taking place in electrochemical systems
Last update: Pátková Vlasta (19.11.2018)
Studenti budou umět
• pracovat se základními pojmy elektrochemie
• popsat rovnováhu v různých elektrochemických soustavách
• popsat rychlost jednotlivých dějů probíhajících v elektrochemických soustavách
Literature -
Last update: Pátková Vlasta (19.11.2018)
R: Allen J. Bard, Larry R. Faulkner: Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd Edition, Wiley, 2001
R: Z.Samec: Elektrochemie, Univerzita Karlova v Praze, 1999
R: J.Koryta, J. Dvořák: Elektrochemie, Academia Praha, 1983
A: Hubert H. Girault: Analytical and Physical Electrochemistry, EPFL Press, 1st Edition, 2004
1. Charge transport in single-phase and multiphase systems
Electron conductive materials. Electrolyte solutions. Solid electrolytes. Melts of electrolytes. Ion-conducting polymers. Electrodes and primary cells. Membranes. Coulometry. Conductometry.
2. Electrochemical equilibriua
Electrochemical potential. Thermodynamic conditions of the equilibrium. Electroneutrality condition. Electric potential and composition of the phase. Theory of the activity coefficient. Dissociation of electrolytes and ionic association. Slightly soluble electrolytes. Protolytic (acid-base) reactions. Nernst and Donnan potential difference. Absolute electrode potential. Electric double layer. Galvanic cells. Liquid junction potential. Voltaic cells (Kelvin probe).
3. Electrochemical kinetics
Polarization of the electrodes. Galvanic cells and electrolysers. The polarization methods. Kinetics of simple electron transfer reaction. Kinetic of the surface electron transfer reactions. Kinetic of ion transfer reaction. Rate of charge transfer reactions and molar flow. Linear diffusion. Spherical diffusion. Stationary convective diffusion. Nonstationary convective diffusion. Electroosmotic flow.
Last update: Pátková Vlasta (19.11.2018)
Předmět je specificky věnován následujícím tématům:
1. Vedení elektrického proudu v jednofázových a vícefázových soustavách
Elektronově vodivé látky. Roztoky elektrolytů. Pevné elektrolyty. Taveniny elektrolytů. Iontově vodivé polymery. Elektrody a galvanické články. Membrány. Coulometrie. Konduktometrie
2. Elektrochemické rovnováhy
Elektrochemický potenciál. Termodynamické podmínky rovnováhy. Podmínka elektroneutrality. Elektrický potenciál a složení fáze. Teorie aktivitního koeficientu. Disociace elektrolytů a asociace iontů. Málo rozpustné elektrolyty. Protolytické (acidobazické) reakce. Nernstův a Donnanův potenciálový rozdíl. Absolutní elektrodový potenciál. Elektrická dvojvrstva. Galvanické články. Kapalinový potenciál. Voltaické články (Kelvinova sonda).
3. Elektrochemická kinetika
Polarizace elektrod. Zdroje proudu a elektrolyzéry. Polarizační metody. Kinetika jednoduché reakce přenosu elektronu. Kinetika povrchových reakcí přenosu elektronu. Kinetika reakcí přenosu iontu. Rychlost reakcí přenosu náboje a látkové toku. Lineární difuze. Sférická difuze. Stacionární konvektivní difuze. Nestacionární konvektivní difuze. Elektroosmotický tok.
