PředmětyPředměty(verze: 854)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Fyzikální chemie a elektrochemie - P218003
Anglický název: Physical Chemistry and Electrochemistry
Zajišťuje: Ústav energetiky (218)
Platnost: od 2019
Semestr: oba
Body: 0
E-Kredity: 0
Způsob provedení zkoušky:
Rozsah, examinace: 3/0 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: zimní:neomezen / neurčen (neurčen)
letní:neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: doktorské
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
předmět lze zapsat v ZS i LS
Garant: Hromadová Magdaléna Mgr. Ph.D.
Macák Jan doc. Ing. CSc.
Záměnnost : D218008
Je záměnnost pro: AP218003
Anotace -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.05.2018)
Cílem předmětu je vysvětlit studentům podrobněji principy elektrochemických měření reakcí přenosu elektronu na fázovém rozhraní elektroda-elektrolyt z hlediska termodynamiky, kinetiky a reakčního mechanismu. Kurz je věnován reálným systémům, vlivu adsorpce a homogenních procesů na výslednou elektrochemickou odezvu. Kromě základních elektrochemických metod výzkumu, kurz zahrnuje také impedanční a admitanční metody a jejich využití v praxi. Pozornost je věnována instrumentaci, matematické simulaci elektrochemických měření a speciálním technikám výzkumu (spektroelektrochemie, AFM a STM zobrazování povrchů v elektrochemickém uspořádání). U posluchačů je předpokládána znalost základů fyzikální chemie včetně teorie silných a slabých elektrolytů.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.05.2018)

Pochopení principů reakcí přenosu elektronu na fázovém rozhraní elektroda-elektrolyt. Znalost způsobů měření těchto reakcí. Znalost klasických stejnosměrných i impedančních a admitančních metod, jakož i speciálních technik výzkumu (AFM, STM zobrazování povrchů v elektrochemickém uspořádání, atd).

Literatura -
Poslední úprava: Macák Jan doc. Ing. CSc. (13.09.2018)

Z: P. Atkins, J. De Paula Fyzikální chemie, VŠCHT, Praha (2013).

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

D: A. J. Bard, L. L. Faulkner: Electrochemical methods. Fundamentals and Applications. Wiley & Sons, N.Y. (2001).

D: A. Lasia: Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Application. Modern Aspects of Electrochemistry, B. E. Conway, J. Bockris, and R.E. White, Eds., Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 1999, Vol. 32, p. 143-248.

Studijní opory -
Poslední úprava: Macák Jan doc. Ing. CSc. (12.09.2018)

Přednášky, doporučená literatura

Metody výuky -
Poslední úprava: Macák Jan doc. Ing. CSc. (12.09.2018)

Přednášky

Sylabus -
Poslední úprava: Macák Jan doc. Ing. CSc. (21.06.2018)

1. Historie, základní pojmy. Definice elektrody a článku, Faradayův zákon, elektrolýza a elektrochemický ekvivalent.

2. Polarizovatelnost elektrod. Potenciostatický experiment, faradaický a nefaradaický děj, semi-empirické řešení Cottrellovy rovnice.

3. Látkový přenos. Difuze, Fickovy zákony, přesné řešení Cottrellovy rovnice.

4. Elektrodová kinetika, reverzibilita přenosu elektronu. Tafelova rovnice, koeficient přenosu náboje, Butler-Volmerova a Marcusova teorie přenosu náboje.

5. Fázová rozhraní. Elektrická dvojvrstva a její modely. Lippmannovy rovnice.

6. Adsorpční děje a jejich vliv na redoxní procesy. Adsorpční izotermy. Inhibitory.

7. Přehled elektrochemických metod a jejich aplikací. Polarografie, voltametrie, pulsní metody.

8. Mechanismy reakcí přenosu náboje. Heterogenní reakce přenosu elektronu, spřažené homogenní děje.

9. Impedance elektrody a impedanční metody studia fázového rozhraní.

10. Admitanční metody studia fázového rozhraní, faradaické a adsorpční proudy.

11. Reakční kinetika na nepravidelném (reálném) povrchu elektrody, koncept fraktální geometrie při popisu porézních elektrod.

12. Přístrojová technika pro elektrochemický výzkum. Základy instrumentace a automatizace měření.

13. Interpretace dat s využitím simulačních metod.

14. Spektroelektrochemické metody a výzkum heterogenních procesů pomocí mikroskopie atomárních sil a skenovací tunelové mikroskopie

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.05.2018)

Zkouška formou krátkého testu a ústního pohovoru.

Hodnocení studenta
Forma Váha
Zkouškový test 50
Ústní zkouška 50

 
VŠCHT Praha