- •Основы электрохимии и электрохимических технологий
- •Введение
- •Окислительно-восстановительные реакции.
- •Правила уравнивания окислительно-восстановительных реакций.
- •Порядок уравнивания окислительно-восстановительных реакций, т.Е. Приведение их в форму, обеспечивающую закон сохранения энергии (баланс массы и заряда).
- •Демонстрация переноса электронов в окислительно-восстановительных реакциях. Гальванический элемент.
- •Лекция 2. Законы Фарадея и скорость электрохимического процесса Выход по току. Применение закона Фарадея к расчету скорости обработки металлов.
- •Скорость электрохимической обработки
- •Электрохимический эквивалент сплава и практический электрохимический эквивалент.
- •Лекция 3. Равновесный потенциал электрода Электрод, ячейка. Напряжение электрода и ячейки. Равновесный потенциал. Виды равновесных потенциалов.
- •Равновесный потенциал.
- •Виды равновесных потенциалов.
- •Лекция 4. Основы теории электролитической диссоциации Равновесные явления в растворах электролитов. Теория электролитической диссоциации. Ион - дипольное и ион - ионное взаимодействие в электролитах.
- •Теория Дюбая – Гюккеля и ион - ионное взаимодействие в растворах электролитов.
- •Гидролиз солей.
- •Буферные растворы.
- •Ионные равновесия при растворении. Произведение растворимости.
- •Лекция 6 Электропроводность электролитов
- •Экспериментальное определение электропроводности.
- •Особые случаи электропроводности электролитов.
- •Электроды первого рода. Потенциал ионно-металлического электрода.
- •Электроды второго рода.
- •Хлорсеребряный электрод.
- •Окислительно – восстановительные (redox) системы.
- •Водородный электрод.
- •Хингидронный электрод.
- •Мембранный потенциал или потенциал Донана.
- •Методы изучения двойного электрического слоя.
- •Модельные представления о строении двойного электрического слоя.
- •Форма поляризационной кривой при наличии стадии массопереноса.
- •Лекция 11 Теория замедленного разряда.
- •Свойства уравнения теории замедленного разряда.
- •Лекция 12 Поляризация (перенапряжение) при образовании новой фазы. Перенапряжение при лимитирующей стадии образования двумерных и трёхмерных зародышей.
- •Перенапряжение поверхностной диффузии при электроосаждении металлов.
- •Перенапряжение образования пузырьков газа и связь размеров пузырьков с потенциалом.
- •Предельные токи при электроосаждении. Эффект м.А.Лошкарёва.
- •Электрические процессы в условиях медленной гомогенной химической реакции.
- •Критерии определения природы лимитирующейстадии.
- •Лекция 14 Примеры механизмов некоторых электрохимических реакций.
- •Примеры механизмов различных электрохимических реакций. Реакция выделения водорода (водородный электрод).
- •Кинетическая теория коррозии.
- •Коррозия при кислородной деполяризации.
- •Роль локальных элементов в возникновении коррозии и достижении её скорости.
- •Методы защиты от коррозии.
- •Пассивность металлов.
- •Электрохимическая размерная обработка металлов и сплавов
- •Основы прикладной электрохимии и электрохимических технологий Лекция 1 Основные особенности электрохимических технологий.
- •Конструктивные принципы электрохимических реакторов
- •Межэлектродный зазор
- •Токовые нагрузки
- •Сепараторы
- •Подвод и отвод компонентов реакции
- •Корректировка состава электролита
- •Масштабный фактор
- •Подбор коррозионностойких материалов
- •Экономические показатели
- •Классификация основных процессов переноса при химической и электрохимической технологии
- •Лекция 2. Распределение тока и рассеивающая способность электролитов Распределение тока. Виды распределения тока. Параметр Вагнера. Рассеивающая (локализующая) способность электролитов
- •Первичное распределение тока.
- •Вторичное распределение тока.
- •Третичное распределение тока.
- •Распределение тока при высоких плотностях тока (при наличии поверхностного тепловыделения)
- •Распределение скоростей осаждения или растворения при наличии зависимости выхода по току от плотности тока
- •Методы расчёта распределения тока.
- •Методы экспериментального определения рассеивающей (локализующей) способности электролита
- •Лекция 3. Химические источники тока (хит). Основные характеристики хит
- •Лекция 4 Первичные хит (хит первого рода, элементы)
- •Сухие марганцево-цинковые (мц) элементы
- •Первичные хит с магниевыми и литиевыми анодами
- •Первичные хит с литиевыми анодами
- •Хит с твердым электролитом
- •Лекция 5 Вторичные хит (аккумуляторы).
- •Свинцовые кислотные аккумуляторы
- •Основные неисправности свинцовых кислотных аккумуляторов.
- •Щелочные аккумуляторы
- •Лекция 6 Топливные элементы.
- •Лекция 7. Электролиз водных растворов без выделения металлов Производство водорода и кислорода
- •Производство тяжелой воды
- •Интенсификация электрохимических методов получения водорода
- •Лекция 8. Электрохимическое производство хлора, щелочи и гипохлотрта натрия
- •Теоретические основы электролиза растворов хлоридов
- •Электролиз с твердым катодом и фильтрующей диафрагмой
- •Электролиз с ртутным катодом.
- •Перспективы развития хлорной промышленности
- •Электросинтез гипохлорита натрия
- •Лекция 9 Электрохимические покрытия металлами и сплавами. Теоретические основы.
- •Два метода нанесения покрытий при электролизе
- •Назначение металлических покрытий металлами и сплавами
- •Управление свойствами и размерами покрытий
- •Использование нестационарного электролиза
- •Лекция 10 Электролитическое осаждение железа.
- •Катодный процесс при электроосаждении железа.
- •Электролиты железнения и режимы электролиза
- •Анодный процесс.
- •Лекция 11. Хромирование. Свойства и области применения хромовых покрытий
- •Некоторые особенности процесса хромирования
- •Электролиты и режимы электролиза.
- •Физико-механические свойства хромовых покрытий
- •Лекция 12. Меднение Область применения
- •Сравнительная характеристика медных электролитов.
- •Борфтористоводородные электролиты
- •Цианистые электролиты
- •Пирофосфатные электролиты
- •Лекция 13. Анодная и химическая обработка металлов Оксидирование
- •Электрохимическое и химическое полирование
- •Лекция 14. Электролиз расплавов. Общие сведения.
- •Строение расплавленных солей
- •Электропроводность расплавленных солей
- •Выход по току и удельный расход энергии при электролизе расплавов
- •Влияние физико-химических свойств электролита на процесс электролиза
- •Некоторые специфические явления при электролизе расплавов
- •Лекция 15. Производство алюминия
- •Переработка алюминиевых руд
- •Получение криолита
- •Электроды и другие материалы
- •Электролиз криолит-глиноземного расплава
- •Состав электролита
- •Конструкция и эксплуатация электролизеров
- •Рафинирование алюминия
- •Электролиз хлорида алюминия
- •Лекция 16. Гидроэлектрометаллургия
- •Лекция 17. Электролиз в металлургии благородных металлов
- •Вопросы для самопроверки, задачи и упражнения
- •Заключение Основные направления современного этапа развития электрохимии и электрохимических технологий
- •Литература
А.И. Дикусар, Ж.И. Бобанова, С.П. Ющенко
Основы электрохимии и электрохимических технологий
Учебное пособие для ВУЗов
Тирасполь 2005
Дикусар А.И., Бобанова Ж.И., Ющенко С.П.
Основы электрохимии и электрохимических технологий.
Учебное пособие для ВУЗов.
В книге рассмотрены свойства растворов и других электрохимических систем, как в состоянии равновесия, так и при протекании электрического тока. Излагаются основы электрохимической кинетики и ее взаимосвязи с технологическими показателями электрохимических производственных процессов. Рассмотрены основы прикладной электрохимии и электрохимических технологий, а также химического материаловедения, процессов коррозии и методов борьбы с ними. Книга рассчитана на студентов нехимических специальностей высших учебных заведений.
Введение 4
Основы электрохимиии 6
Лекция 1. Предмет и содержание электрохимии. 6
Лекция 2. Законы Фарадея и скорость электрохимического процесса 11
Лекция 3. Равновесный потенциал электрода 14
Лекция 4. Основы теории электролитической диссоциации 17
Лекция 5 Ионные равновесия в водных растворах 23
Лекция 6 Электропроводность электролитов 29
Лекция 7. Методы расчета равновесных потенциалов. Относительная шкала электродных потенциалов 36
Лекция 8. Двойной электрический слой и явления адсорбции на границе электрод-раствор. 43
Лекция 9. Поляризация и перенапряжение 47
Лекция 10 Диффузионная кинетика. 50
Лекция 11 Теория замедленного разряда. 58
Лекция 12 Поляризация (перенапряжение) при образовании новой фазы. 62
Лекция 13 Закономерности электродных процессов в условиях медленной химической реакции. 65
Лекция 14 Примеры механизмов некоторых электрохимических реакций. 71
Лекция 15 Анодное растворение и электрохимическая коррозия металлов. 74
Основы прикладной электрохимии и электрохимических технологий 86
Лекция 1 Основные особенности электрохимических технологий. 86
Лекция 2. Распределение тока и рассеивающая способность электролитов 90
Лекция 3. Химические источники тока (ХИТ). Основные характеристики ХИТ 95
Лекция 4 Первичные ХИТ (ХИТ первого рода, элементы) 100
Лекция 5 Вторичные ХИТ (аккумуляторы). 106
Лекция 6 Топливные элементы. 115
Лекция 7. Электролиз водных растворов без выделения металлов 120
Лекция 8. Электрохимическое производство хлора, щелочи и гипохлотрта натрия 127
Лекция 9 Электрохимические покрытия металлами и сплавами. Теоретические основы. 134
Лекция 10 Электролитическое осаждение железа. 138
Лекция 11. Хромирование. 143
Лекция 12. Меднение 149
Лекция 13. Анодная и химическая обработка металлов 156
Лекция 14. Электролиз расплавов. Общие сведения. 160
Лекция 15. Производство алюминия 166
Лекция 16. Гидроэлектрометаллургия 173
Лекция 17. Электролиз в металлургии благородных металлов 181
Вопросы для самопроверки, задачи и упражнения 184
Заключение 189
Литература 191