- •Оглавление
- •Программа курса «теоретическая электрохимия. Часть II» по специальности 250300 «технология электрохимических производств»
- •1.1. Цели и задачи дисциплины
- •1.2. Требования к уровню усвоения дисциплины
- •1.3. Объем дисциплины и формы учебной работы
- •1.4. Содержание дисциплины
- •1.4.1. Разделы дисциплины и формы занятий
- •1.4.2. Содержание разделов дисциплины Введение
- •Раздел 1. Двойной электрический слой (дэс) на границе раздела металл–раствор
- •Раздел 2. Неравновесные электродные процессы
- •Раздел 3. Диффузионная кинетика
- •Раздел 4. Электрохимическое перенапряжение
- •Раздел 5. Кинетика сложных электрохимических реакций
- •Раздел 6. Основные методы исследования механизма электрохимических процессов и определения их кинетических параметров
- •1.5. Перечень тем практических занятий
- •1.6. Перечень лабораторных занятий
- •1.7. Рекомендуемая литература
- •2. Вопросы для подготовки к семинарским занятиям
- •Тема 1. Электрокапиллярные явления
- •Тема 2. Емкость межфазной границы раздела металл–раствор
- •Тема 3. Модельные представления о строении двойного электрического слоя
- •Тема 4. Диффузионная кинетика
- •Тема 5. Диффузионное перенапряжение
- •Тема 6. Нестационарная диффузия
- •Тема 7. Электрохимическая кинетика
- •Тема 8. Кинетика сложных электрохимических реакций.
- •3. Подготовка к лабораторным работам
- •3.1. Задачи к лабораторным работам
- •1. Задача к лабораторной работе «Диффузионное перенапряжение»
- •2. Задача к лабораторной работе «Определение коэффициента диффузии иона с помощью вращающегося дискового электрода»
- •3. Задача к лабораторной работе «Исследование нестационарной диффузии хронопотенциометрическим методом»
- •4. Задача к лабораторной работе «Перенапряжение выделения водорода»
- •5. Задача к лабораторной работе «Определение порядка реакции»
- •6. Задача к лабораторной работе «Определение эффективной энергии активации электрохимической реакции»
- •3.2. Порядок оформления отчета по лабораторным работам
- •4. Вопросы для подготовки к коллоквиумам и экзамену
- •5. Рейтинговая система оценки знаний студентов
4. Задача к лабораторной работе «Перенапряжение выделения водорода»
По приведенным ниже данным построить поляризационную кривую, определить коэффициенты a и b уравнения Тафеля для реакции выделения водорода из 1 М раствора H2SO4 при 20С. На основании значений коэффициентов a и b вычислить значения кажущегося коэффициента переноса каж и плотности тока обмена для реакции выделения водорода на соответствующем металле. Сделать вывод о природе лимитирующей стадии этой реакции.
|
Плотность тока, А/см2 |
Потенциалы выделения водорода на металлах, В (с.в.э.) | ||||
|
Сu (вариант 1) |
Cr (вариант 2) |
Ni (вариант 3) |
Pb (вариант 4) |
Sb (вариант 5) | |
|
0 |
0,017 |
0,017 |
0,017 |
0,017 |
0,017 |
|
0,001 |
-0,455 |
-0,425 |
-0,145 |
-1,155 |
-0,570 |
|
0,005 |
-0,525 |
-0,509 |
-0,222 |
-1,239 |
-0,643 |
|
0,01 |
-0,555 |
-0,545 |
-0,255 |
-1,275 |
-0,675 |
|
0,02 |
-0,585 |
-0,581 |
-0,288 |
-1,311 |
-0,707 |
|
0,04 |
-0,615 |
-0,617 |
-0,321 |
-1,347 |
-0,738 |
|
0,06 |
-0,633 |
-0,638 |
-0,341 |
-1,368 |
-0,757 |
|
0,1 |
-0,655 |
-0,665 |
-0,365 |
-1,395 |
-0,780 |
|
0,2 |
-0,685 |
-0,701 |
-0,398 |
-1,431 |
-0,812 |
5. Задача к лабораторной работе «Определение порядка реакции»
Кинетика электроосаждения меди описывается теорией замедленного разряда. По результатам поляризационных измерений в растворах, содержащих 0,5; 0,75 и 1 моль/л ионов Cu2+, (при постоянном содержании всех остальных ионов) определить каж и порядок реакции по ионам меди. На основании полученных значений предложить возможный механизм реакции катодного восстановления меди в изучаемом электролите. Температура электролита 298 К. Результаты поляризационных измерений по вариантам приведены ниже.
Вариант 1
|
Е, В |
Катодная плотность тока i104, А/см2 | ||
|
сCu2+ = 1,0 моль/л |
сCu2+ = 0,75 моль/л |
сCu2+ = 0,5 моль/л | |
|
0,30 |
5,6 |
4,2 |
2,8 |
|
0,25 |
14,7 |
11,1 |
7,4 |
|
0,21 |
32,2 |
24,2 |
16,1 |
|
0,14 |
126,1 |
94,8 |
63,1 |
|
0,11 |
226,5 |
170,3 |
113,3 |
Вариант 2
|
Е, В |
Катодная плотность тока i104, А/см2 | ||
|
сCu2+ = 1,0 моль/л; |
сCu2+ = 0,75моль/л; |
сCu2+ = 0,5моль/л; | |
|
0,29 |
6,7 |
5,1 |
3,4 |
|
0,24 |
17,9 |
13,5 |
8,9 |
|
0,18 |
57,8 |
43,4 |
28,9 |
|
0,15 |
103,8 |
78,0 |
51,9 |
|
0,12 |
186,4 |
140,1 |
93,2 |
Вариант 3
|
Е, В |
Катодная плотность тока i104, А/см2 | ||
|
сCu2+ = 1,0 моль/л; |
сCu2+ = 0,75 моль/л; |
сCu2+ = 0,5 моль/л; | |
|
0,28 |
8,2 |
6,2 |
4,1 |
|
0,23 |
21,8 |
16,4 |
10,9 |
|
0,19 |
47,5 |
35,7 |
23,8 |
|
0,16 |
85,4 |
64,2 |
42,7 |
|
0,10 |
275,3 |
206,9 |
137,7 |
Вариант 4
|
Е, В |
Катодная плотность тока i104, А/см2 | ||
|
сCu2+ = 1,0 моль/л; |
сCu2+ = 0,75 моль/л; |
сCu2+ = 0,5 моль/л; | |
|
0,29 |
6,7 |
5,1 |
3,4 |
|
0,22 |
26,5 |
19,9 |
13,2 |
|
0,20 |
39,1 |
29,4 |
19,6 |
|
0,14 |
126,1 |
94,8 |
63,1 |
|
0,11 |
226,5 |
170,3 |
113,3 |
Вариант 5
|
Е, В |
Катодная плотность тока i104, А/см2 | ||
|
сCu2+ = 1,0 моль/л; |
сCu2+ = 0,75 моль/л; |
сCu2+ = 0,5 моль/л; | |
|
0,30 |
5,6 |
4,2 |
2,8 |
|
0,26 |
12,1 |
9,1 |
6,1 |
|
0,19 |
47,5 |
35,7 |
23,8 |
|
0,13 |
153,3 |
115,2 |
76,7 |
|
0,10 |
275,3 |
206,9 |
137,7 |