PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Elektrochemie - D403021
Anglický název: Electrochemistry
Zajišťuje: Ústav fyzikální chemie (403)
Platnost: od 2018
Semestr: zimní
Body: zimní s.:7
E-Kredity: zimní s.:7
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:0/0 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
Garant: Ludvík Jiří prof. RNDr. CSc.
Je záměnnost pro: AP403012, P403012
Anotace
Poslední úprava: Ludvík Jiří prof. RNDr. CSc. (22.08.2018)
V prvních pěti přednáškách kurzu jsou doktorandi seznámeni s obecnými základy elektrochemie jakožto nástroje ke studiu redoxních reakcí na elektrodě z hlediska termodynamiky, kinetiky a mechanismu. Přitom jsou objasněny důležité pojmy, vztahy a souvislosti a vysvětlen jejich fyzikální význam. Zvláštní důraz je kladen na zasazení elektrochemie do kontextu s ostatními chemickými obory a propojení pokročilých vědomostí z fyzikální a obecné chemie. V druhé části pak následuje rozbor všech hlavních elektrochemických technik a elektroanalytických metod, detailní vysvětlení jejich principu a popis možností jejich využití v různých oblastech chemie. Součástí je i pokročilé kvalitativní vyhodnocení získaných dat a křivek a podorbná interpretace výsledků.
Výstupy studia předmětu
Poslední úprava: Ludvík Jiří prof. RNDr. CSc. (23.08.2018)

Studenti budou umět:

Chápat základní principy elektrochemických a elektroanalytických metod
Orientovat se v možnostech jejich použití v různých oblastech chemie (organická, anorganická, analytická, fyzikální a teoretická, biochemie, ...)
Na základě teoretických znalostí budou schopni si rychle osvojit obsluhu instrumentace, plánování experimentů, získávání experimentálních dat a jejich řádné vyhodnocení a detailní interpretaci

Literatura
Poslední úprava: Ludvík Jiří prof. RNDr. CSc. (22.08.2018)

Z: Bard A.J., Faulkner L.R., Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, Wiley, 1980, 9780471055426

Z: Koryta J., Dvořák J., Elektrochemie, Academia, Praha, 1983,

Z: Heyrovský J., Kůta J., Základy polarografie, Nakl. Československé akademie věd, Praha, 1962

D: Sawyer D.T, Sobkowiak A., Roberts J.L.: Electrochemistry for Chemists, Wiley 1995, 9780471594680

D: Wang, J.: Analytical Electrochemistry Wiley, 2006978-0-471-67879-3

D: Mindl, J.: Základy elektroorganické chemie, Academia, 2000.

Sylabus
Poslední úprava: Ludvík Jiří prof. RNDr. CSc. (22.08.2018)

1. Úvod, princip elektrochemie, typy informací, které lze tímto přístupem získat (Reverzibilní / ireverzibilní oxidace a redukce, vztah k HOMO a LUMO)

2. Základní pojmy a jejich význam (Elektrody 1.,2.druhu a redox, elektrolyt, anoda, katoda, obvod – elchem. cela, dvou- a tříelektrodové zapojení)

3. Nefaradaické děje (Polarizace elektrody, nabíjecí proud, elektrická dvojvrstva, adsorpce, difuzní vrstva, elektrokapilarita, experimentální odezva)

4. Faradaické děje (spontánní a vynucené, elektrochemické reakce řízené látkovým přenosem, konvekce, migrace, difuze, Fickovy zákony)

5. Nernstova rovnice a její význam (Rovnováha, reverzibilita, elektromotorická síla, princip referentní elektrody, rovnice a popis reverzibilní i-E křivky)

6. Elektrodové reakce řízené kinetikou (2 typy: homogenní a heterogenní, ireverzibilita a vliv předřazených a následných reakcí)

7. Elektrodová kinetika (Přepětí, výměnný proud, koeficient alfa, Butlerova – Volmerova rovnice a její význam, Tafelova rovnice a diagram)

8. Typy elektrochemických experimentů a technik, nomenklatura a rozdělení podle jejich využití

9. Potenciostatické techniky s potenciálovým skokem (Cottrellova rovnice, difuze k planární a kulové elektrodě, mikroelektrody, chronoampérometrie)

10.Potenciostatické techniky založené na ustáleném stavu (J. Heyrovský a vývoj polarografie, rtuťové elektrody, rotující diskové a prstencové elektrody)

11.Pulzní analytické metody, NPP, DPP, a jejich vyhodnocení

12.Potenciostatické techniky založené na přechodovém stavu - potenciodynamické (LSV a cyklická voltametrie, interpretace křivek, diagnostická kritéria)

13.Galvanostatické metody, Sandova rovnice

14.Elektrochemické techniky založené na elektrolýze objemu roztoku (potenciostatická vs. galvanostatická elektrolýza, coulometrie, elektrolytické cely)

15.Anodická a adsorptivní rozpouštěcí (stripping) analýza

16.AC-techniky a měření faradayické impedance.

17.Kombinace elektrochemie s jinými metodami (UV/vis/IR/EPR spektroelektrochemie, foto- a sonoelektrochemie, elektrochemiluminiscence)

Vstupní požadavky
Poslední úprava: Ludvík Jiří prof. RNDr. CSc. (22.08.2018)

základní znalosti z fyzikální a obecné chemie

 
VŠCHT Praha