1.Классификация электрохимических методов обработки поверхности металлов, их применение в формном производстве.

В ПРОИЗ-ВЕ ПФ НАИБОЛЕЕ ВОСТРЕБОВАНЫ ТЕХНОЛОГИИ ОСНОВАН-Е НА ЯВЛ ЭЛЕКТРОЛИЗА.

1)ЦЕЛЕВОЙ ПРОЦЕСС –ВОССТАНОВЛЕНИЕ МЕ. МЕТОДЫ ПРИМЕНИМЫ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ МОДИФИКАЦИИ ФИЗ-ХИМ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ (ГАЛЬВАНОСТЕГИЯ) ЛИБО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ(ГАЛЬВАНОПЛАСТИКА).

+ ne →

В электролите на поверхности

Ni, Cr, Zn, Cu, Sn, сплавы и т.д.

+14+12e→ 2+ 7H20

+1e →+3

2) АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ МЕ.

ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ ИЗДЕЛИЯ ПОДКЛЮЧАЮТ К + ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА И НА ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ ОБРАЗУЕТСЯ ОКСИДНЫЙ СЛОЙ .

2 Ме + NН2О –2ne → + 2n

Изделие покрытие

РЕАКЦИЯ ОКСИДИРОВАНИЯ МЕДИ: Си +2 -2е → СиО + Н2О

Анодный процесс

Си + 2ОН → Си+ Н2О+ 2е

3)ЭЛЕКТРОХИМ ПОЛИРОВАНИЕ.

АНОДНОЕ РАСТВОРЕНИЕ МИКРОВЫСТУПОВ МЕ ПОВЕРХНОСТИ ПРИВОДЯЩЕЕ К СГЛАЖИВАНИЮ МИКРОЭЛЕМ. ПОЛИРУЕМОГО ИЗДЕЛИЯ. ЗА СЧЕТ СПЕЦИФ СВ-В ЭЛЕКТРОЛИТА АНОДНОЕ ОКИСЛЕНИЕ МЕ СОСРЕДОТАЧИВАЕТСЯ НА МИКРОВЫСТУПАХ ПОВЕРХНОСТИ.

- nе →

Выступ электролит

ГАЛЬВОНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЛЕЖАТ В ОСНОВЕ ПРОЦЕССОВ ТРАВЛЕНИЯ МЕ В ВОДН РА-Х КИСЛОТ ИЛИ ЩЕЛОЧЕЙ . ПРИ ПРОСТРАНСТВЕННОМ РАЗДЕЛЕНИИ ПРОЦЕССОВ ОКИСЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕАЛИЗУЕТСЯ УДАЛЕНИЕ ЧАСТИ МЕ-КОЙ ПОВЕРХНОСТИ С СОЗДАНИЕМ НЕОБХОДИМОГО РЕЛЬЕФА. ЗОНИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ РЕАЛИЗУЕТСЯ ТРАДИЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ ФОТОЛИТОГРАФИИ.

Ме + 2Н → Ме +

А Ме - ne →

K 2H + 2e →

НА ПОВЕРХНОСТИ ОБРАБАТЫВАЕМОГО МЕ ФОРМИРУЕТСЯ ЧЕРЕДУЮЩИЕСЯ МИКРОУЧАСТКИ С РАЗЛИЧНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ.

2.Основные составляющие электрохимических систем: определение понятий, примеры. Особенности номенклатуры электролитов в прикладной электрохимии.

2 ТИПА СИСТЕМ: ЭЛЕКТРОЛИЗЁРЫ, ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

В ЭЛЕКТРОЛИЗЁРЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРОИСХОДЯТ ЗА СЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ВНЕШНЕГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ(ПОСТОЯННОГО ТОКА).

В ГАЛЬВАНИЧЕСКОМ ЭЛЕМЕНТЕ ХИМ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИВОДЯТ К ПОЯВЛЕНИЮ РАЗНИЦЫ ПОТЕНЦИАЛОВ И К ВОЗМОЖНОСТИ СОВЕРШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ЗА СЧЁТ ХИМ ПРЕВРАЩЕНИЙ.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЛЮБОЙ ЭЛЕКТРОХИМ СИСТЕМЫ:

-ЭЛЕКТРОДЫ( КАК МИН 2)- ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРОВОДНИК ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ИЛИ ПРОВОДНИК 1 РОДА , НАХОДЯЩИЙСЯ В КОНТАКТЕ С ПРОВОДНИКОМ 2 РОДА(ЭЛЕКТРОЛИТОМ ИЛИ ИОННЫМ ПРОВОДНИКОМ)

-ЭЛЕКТРОЛИТ(ОДИН ИЛИ НЕСКОЛЬКО), КОТОРЫЙ СОДЕРЖИТ РЕАГИРУЮЩИЕ В-ВА И ИОНИЗИРОВАННЫЕ В-ВА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ЕГО ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ.

- ВНЕШНЯЯ ЦЕПЬ(МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПРОВОДНИК, СОЕДЕНЯЮЩИЙ ЭЛЕКТРОДЫ И ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ ПРОХОЖДЕНИЯ ТОКА М-ДУ НИМИ).

3.Возникновение разности потенциалов на границе раздела фаз металл-раствор. Уравнение Нернста. Равновесный потенциал. Стандартный потенциал.

МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА МОЖНО РАССМОТРЕТЬ НА ПРИМЕРЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛАСТИНЫ (ЭЛЕКТРОД) , ПОГРУЖЕННЫЙ В РАСТВОР СОЛИ ТОГО ЖЕ МЕТАЛЛА (ЭЛЕКТРОЛИТ) . МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДОМ И ЭЛЕКТРОЛИТОМ НАЧИНАЕТСЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ , ЗАКЛЮЧАЮЩЕЕСЯ В ПЕРЕХОДЕ КАТИОНОВ ИЗ МЕТАЛЛА В РАСТВОР ИЛИ ОБРАТНО. НАПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕХОДА ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ СООТНОШЕНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ КАТИОНОВ МЕ В УЗЛАХ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ МЕ И В РАСТВОРЕ ( В ГИДРАТИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ) .

ЕСЛИ , КАТИОНЫ ПЕРЕХОДЯТ ИЗ МЕТАЛЛА В РАСТВОР , ПРОТЕКАЕТ РЕАКЦИЯ ОКИСЛЕНИЯ→ +. ПРИ ЭТОМ ПОВЕРХНОСТЬ МЕ ЗАРЯЖАЕТСЯ ОТРИЦАТЕЛЬНО , А ПРИЛЕГАЮЩИЙ К НЕЙ СЛОЙ РА-РА ПРИОБРЕТАЕТ ИЗБЫТОЧНЫЙ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД. ЕСЛИ, КАТИОНЫ ПЕРЕХОДЯТ ИЗ РАСТВОРА НА МЕТАЛЛ, ПРОТЕКАЕТ РЕАКЦИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЛИ КАТОДНАЯ ПОЛУРЕАКЦИЯ+→.

ПРИ ЭТО ПОВЕРХНОСТЬ Ме ЗАРЯЖАЕТСЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНО, РА-Р ПОЛУЧАЕТ ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД.

ПОСТЕПЕННО НАКОПЛЕНИЕ ЗАРЯДОВ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ПРИВОДИТ К ВЫРАВНИВАНИЮ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ И УСТАНОВЛЕНИЮ ДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ , ПРИ КОТОРОМ ПРЯМОЙ ПЕРЕХОД КАТИОНОВ, НАПРИМЕР, ИЗ РА-РА НА МЕ ПРОДОЛЖАЕТСЯ, ОДНОВРЕМЕННО С ТОЙ ЖЕ СКОРОСТЬЮ ПРОИСХОДИТ ОБРАТНЫЙ ПЕРЕХОД ( из Ме в ра-р): ↔+. ТАКОЕ СОСТОЯНИЕ НАЗЫВАЕТСЯ СОСТОЯНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ.

ЗАРЯЖЕННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ МЕ ПРИТЯГИВАЕТИЗ РА-РА ИОНЫ ПРОТИВОПОЛОЖНОГО ЗНАКА И ОТТАЛКИВАЕТ ОДНОИМЕННО ЗАРЯЖЕННЫЕ ИОНЫ. Т.О. В ПРИЛЕГАЮЩЕМ К ЭЛЕКТРОДУ СЛОЕ РА-РА ПОЯВЛЯЕТСЯ ИЗБЫТОК ИОНОВ СО ЗНАКОМ, ПРОТИВОПОЛОЖНЫМ ЗНАКУ ЗАРЯДА МЕ. ЭТОТ СЛОЙ ВМЕСТЕ С ЗАРЯЖЕННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ МЕ ОБРАЗУЕТ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ФАЗ ДВОЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЛОЙ. МЕЖДУ РАЗНОИМЕННЫМИ ЗАРЯЖЕННЫМИ ОБКЛАДКАМИ ДВОЙНОГО СЛОЯ ВОЗНИКАЕТ РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОЙ, ОПРЕДЕЛЯЮЩАЯ ЭЛЕКТРОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ.

ЛЮБУЮ ЭЛЕКТРОДНУЮ РЕАКЦИЮ МОЖНО ПРЕДСТАВИТЬ СЛЕД ОБРАЗОМ: Ох + ↔Red , Ох- ПРОДУКТЫ ПОЛУРЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ , RED- ПРОДУКТЫ ПОЛУРЕАКЦИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ.

ВЕЛИЧИНА РАВНОВЕСНОГО ЭЛЕКТРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА ЗАВИСИТ ОТ ПРИРОДЫ И АКТИВНОСТИ КОМПОНЕНТОВ

ЭЛ-ТА, МАТЕРИАЛА ЭЛЕКТРОДА , ТЕМПЕРАТУРЫ И МОЖЕТ БЫТЬ РАССЧИТАНА ПО УРАВНЕНИЮ НЕРНСТА:

=+ln

, Т.Е. РАВНОВЕРСНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ В УСЛОВИЯХ РАВЕНСТВА ЕДЕНИЦЕ ПРОИЗВЕДЕНИЯ АКТИВНОСТЕЙ ВЕ-В, УЧАСТВУЮЩИЙ В ЭЛЕКТРОДНОЙ РЕАКЦИИ, В.

R- УНИВЕРСАЛЬНАЯ ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ , РАВНАЯ 8,318ДЖ/(МОЛЬ*К)

Т- ТЕМПЕРАТУРА,К

z- ЧИСЛО ЭЛЕКТРОНОВ, МОЛЬ

F-ПОСТОЯННАЯ ФАРАДЕЯ, РАВНАЯ 96 500 КЛ/МОЛЬ

- ПРОИЗВЕДЕНИЕ АКТИВНОСТЕЙ А ВЕ-В – УЧАСТНИКОВ ПОЛУРЕАКЦИИ В СТЕПЕНЯХ , СООТВЕТСЬВУЮЩИХ ИХ СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИМ КОЭФФИЦИЕНТАМ V, ПРИЧЁМ >1 ДЛЯ ОКИСЛЕННОЙ ФОРМЫ ,<1 ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕННОЙ ФОРМЫ.