
- •Раздел 2. Термодинамика растворов электролитов 7
- •Программа курса «теоретическая электрохимия. Часть I» по специальности 250300 «технология электрохимических производств»
- •1.1 Цели и задачи дисциплины
- •1.2 Требования к уровню освоения дисциплины
- •1.3 Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.4 Содержание дисциплины
- •1.4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
- •1.4.2. Содержание разделов дисциплины
- •Введение. Предмет и содержание электрохимии, задачи курса. Роль электрохимии в современной науке и технике. Основные понятия и законы Фарадея.
- •Термодинамика растворов электролитов
- •Неравновесные явления в растворах электролитов
- •Электропроводимость расплавов и твердых электролитов
- •Скачки потенциала на фазовых границах. Электродвижущая сила. Электродный потенциал
- •Двойной электрический слой (дэс) на границе между электродом и раствором электролита
- •1.5 Рекомендуемая литература
- •1.6 Примерный перечень тем практических занятий
- •1.7 Примерный перечень тем лабораторных занятий
- •Рейтинговая система оценки знаний студентов
- •Вопросы для подготовки к практическим занятиям
- •Контрольные вопросы к лабораторным работам Работа 1. Основные законы электролиза. Определение выхода по току
- •Работа 2. Определение чисел переноса методом Гитторфа
- •Работа 3. Термодинамика гальванического элемента. Определение термодинамических функций гальванического элемента по данным измерений эдс
- •Работа 4. Определение эдс в электрохимических цепях с переносом и без переноса
- •Работа 5. Определение электропроводимости растворов электролитов
- •Работа 6. Потенциодинамический метод изучения адсорбции водорода на Pt/Pt-электроде в растворе h2so4
- •Вопросы для подготовки к коллоквиумам и экзамену
Скачки потенциала на фазовых границах. Поверхностный, внешний и внутренний потенциалы. Вольта- и гальвани-потенциалы. ЭДС как сумма гальвани-потенциалов и вольта-потенциалов.
Условия равновесия между контактирующими фазами. Определение электродного потенциала. Неравновесные бестоковые потенциалы.
Уравнение для ЭДС гальванической цепи. Зависимость электродного потенциала от концентрации. Уравнение Нернста для идеальных и реальных систем. Уравнение Нернста при очень низких концентрациях электролита. Диаграммы Пурбэ. Электродные потенциалы в неводных электролитах.
Термодинамика обратимых и необратимых электрохимических систем.
Концепция электронного равновесия на границе раздела электрод-раствор.
Мембранное равновесие. Мембранный потенциал. Ионселективные и ферментные электроды. Биологические мембраны.
Двойной электрический слой (дэс) на границе между электродом и раствором электролита
Механизм возникновения и природа ДЭС в электрохимических системах: возникновение ДЭС за счет переноса заряженных частиц через межфазную границу при установлении электрохимического равновесия. Ионный скачок потенциала; нулевые растворы и потенциал нулевого заряда; рациональная (приведенная) шкала электродных потенциалов.
Образование ДЭС за счет подведения зарядов от внешнего источника тока; идеально поляризуемые и неполяризуемые электроды. Ток обмена.
Явления адсорбции при образовании ДЭС. Образование ДЭС за счет специфической адсорбции ионов и предпочтительной ориентации полярных молекул растворителя и растворенных веществ.
Электрокапиллярный метод изучения двойного электрического слоя. Поверхностная фаза и относительные поверхностные избытки; связь поверхностных избытков ионов со свободным зарядом контактирующих фаз. Измерение пограничного натяжения на жидких электродах; основное уравнение электрокапиллярности; адсорбционное уравнение Гиббса и 1-е уравнение Липпмана.
Влияние концентрации поверхностно-неактивного и поверхностно-активного электролитов на электрокапиллярную кривую (ЭКК).
Влияние специфической адсорбции ионов и поверхностно-активных органических веществ на ЭКК, поверхностные избытки и распределение потенциала в ДЭС.
Емкость межфазной границы раздела электрод раствор электролита. Эквивалентные электрические схемы.
Методы изучения ДЭС.
1.5 Рекомендуемая литература
Основная
Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Электрохимия: Учеб. пособие для хим. фак. ун-тов. М.: Высш. школа, 1987. 295 с.
Багоцкий В.С. Основы электрохимии. М.: Химия, 1988. 326 с.
Ротинян А.Л., Тихонов К.И., Шошина И.А. Теоретическая электрохимия. Л.: Химия, 1981. 160 с.
Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Основы теоретической электрохимии: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. школа, 1978. 239 с.
Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия: Учебник для химико-технол. специальностей вузов; 4-е изд. - М.: Высш. школа, 1975. 560 с.
Дополнительная
Ньюмен Дж. Электрохимические системы: Пер. с англ./ Под ред. Ю.А. Чизмаджива. М.: Мир, 1977. 326 с.
Корыта И., Дворжак И., Богачкова В. Электрохимия: Пер. с чешск./ Под ред. В.С. Багоцкого. М.: Мир, 1977. 472 с.
Скорчеллетти В.В. Теоретическая электрохимия. 4-е изд.. – Л.: Химия, 1974. 568 с.
Кругликов С.С., Ярлыков М.М. Кинетика электрохимических реакций и методы исследования. Ч. I: Учеб. пособие/МХТИ им. Д.И. Менделеева. - М., 1981.80 с.; Ч.2. 1983.80 с.; Ч.3. 1984.-48 с.; Ч.4. 1986.-48 с.
Методические указания к практическим занятиям по курсу «Кинетика электрохимических реакций и методы исследования». Скачки потенциалов и строение ДЭС/Под ред. С.С. Кругликова; МХТИ им. Д.И. Менделеева.-М., 1987.47с.
Новиков В.Т. Основы электролиза/РХТУ им. Д.И. Менделеева-М., 2000 – 80 с.
Литература к лабораторному практикуму
Лабораторный практикум по теоретической электрохимии; Учеб. пособие/Т.Г.Царькова, Е.Г.Винокуров, Л.В.Космодамианская, Т.А. Ваграмян; РХТУ им. Д.И. Менделеева. - 2000. 82 с.
Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Подловченко Б.И. и др. Практикум по электрохимии: Учеб. пособие для хим. спец. вузов - М.: Высш. школа, 1991. 288 с.
Левин А.И., Помосов А.В. Лабораторный практикум по теоретической электрохимии: Учеб. пособие для вузов. М.: Металлургия, 1979. 312 с.