Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет




Скачать 76.06 Kb.
НазваниеМинистерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет
Дата публикации22.06.2013
Размер76.06 Kb.
ТипПрограмма
zadocs.ru > Химия > Программа


Министерство образования России

Санкт-Петербургский Государственный университет

Факультет Химический

Кафедра Электрохимии


Рассмотрено и рекомендовано «Утверждаю»

на заседании кафедры декан факультета

электрохимии,

протокол № 8 от 08.04.03г. проф. Корольков Д.В.
Зав. кафедрой

д.х.н. Малев В. В.

Программа учебной дисциплины
«ЭЛЕКТРОХИМИЯ»


вузовского компонента цикла ЕН подготовки специалиста по специализации 011000 - химия.

Разработчик: д.х.н. Малев В. В.
Рецензент: проф., д.х.н. Сидорова М. П.
Санкт-Петербург

2003 г.


^ Структура программы дисциплины.


  1. Организационно-методический раздел.




  1. Цель курса - познакомить студентов с основными теоретическими представлениями о строении двойного электрического слоя, адсорбции на электродах, кинетике электродных процессов, а также с методами изучения равновесий и скоростей электродных процессов в электрохимических системах.

  2. Задачи курса - изложение основных положений электрохимической термодинамики и кинетики, привитие навыков использования электрохимических методов для решения научных и прикладных задач.

  3. Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Курс расширяет представления студентов о равновесиях на границах раздела проводников первого и второго рода, которые предварительно излагаются в курсе физической химии, знакомит студентов с основными положениями кинетики гетерогенных электродных процессов и методами изучения равновесий и скоростей этих процессов. Успешное освоение курса предполагает знание студентами основ химической термодинамики, химической кинетики и катализа, а также навыков выполнения практических работ в области физической химии.

  4. Требования к уровню освоения курса. Содержание курса является составной частью профессиональных знаний выпускников по специальности «химия», служит основой для освоения специальных курсов и выполнения практических работ.




  1. ^ Содержание курса.




  1. Разделы курса: термодинамика границ раздела металлический электрод - примыкающий раствор электролита, двойной электрический слой и адсорбция на электродах, кинетика и механизмы электродных процессов, методы изучения двойного слоя и адсорбции на электродах, методы исследования кинетики электродных реакций, электроанализ и вопросы прикладной электрохимии.

  2. Темы и их краткое содержание.

  1. Термодинамика границ раздела: Уравнение адсорбции Гиббса, идеально поляризуемые и неполяризуемые электроды, термодинамика идеально поляризуемого электрода, уравнение Липпмана.

  2. ^ Двойной электрический слой и адсорбция на электродах: Причины возникновения двойного слоя и его строение. Модели Гельмгольца, Гуи-Чапмена, Штерна, Грэма. Теория Гуи-Чапмена строения двойного электрического слоя и соотношение между общим скачком потенциала на границе металл - раствор и потенциалом внешней плоскости Гельмгольца в отсутствие специфической адсорбции. Дифференциальная емкость электродов, контактирующих с растворами электролитов. Уравнения Ленгмюра и Фрумкина для адсорбции нейтральных молекул.

  3. ^ Методы изучения двойного электрического слоя и адсорбции на электродах: Метод электрокапиллярных кривых и адсорбционный метод изучения двойного электрического слоя. Методы измерения емкости двойного слоя. Влияние специфической адсорбции ионов и молекул на электрокапиллярные кривые и дифференциальную емкость ртутного электрода. Определение количества частиц, адсорбированных на поверхности ртутного электрода по данным о его емкости и натяжении. Кривые заряжения платинового электрода при адсорбции водорода и кислорода.

  4. ^ Кинетика электродных процессов: Законы Фарадея и плотность тока как мера скорости электродного процесса. Отдельные стадии электродного процесса и их влияние на его результирующую скорость; массоперенос, электрохимические и химические стадии. Обратимые и сугубо необратимые электродные реакции. Классическая теория гетерогенных процессов Нернста и уравнения обратимых поляризационных кривых - стационарных вольтамперных характеристик обратимых электродных процессов. Предельный диффузионный и предельный кинетический токи. Теория конвективной диффузии Левича, ее сходство и различие с теорией Нернста. Выражения для предельного диффузионного и кинетического токов на вращающийся дисковый электрод. Правило Бренстеда о линейной связи энергий активации с обобщенным тепловым эффектом реакции и коэффициенты переноса. Теория замедленного разряда Фрумкина с учетом и без учета строения двойного электрического слоя. Многоэлектронные электродные реакции. Смешанная кинетика электродных процессов, лимитируемых как стадиями переноса, так и собственно электродной реакцией. Поляризационные кривые (вольтамперные характеристики) электродных процессов в случае растворов с избытком фонового электролита. Влияние обратимых химических стадий на скорость электродного процесса, электродные процессы в растворах комплексных электролитов. Исправленные тафелевские зависимости и специфика электродных процессов в растворах с малым содержанием фонового электролита; электровосстановление анионов и ионов гидроксония.

  5. ^ Методы исследования электродных процессов и методы электроанализа: Определение плотностей токов обмена, коэффициентов переноса и порядка реакций по компонентам с помощью метода стационарных поляризационных кривых. Полярографический метод и метод вращающегося дискового электрода. Уравнения Ильковича и Левича для предельных диффузионных токов, их использование для установления механизмов реакций и определения коэффициентов диффузии реагирующих частиц. Потенциалы полуволны, их зависимость от природы реагирующих частиц, механизма протекания процесса и условий перемешивания (высоты ртутного столба в случае полярографических измерений). Определение равновесных и кинетических параметров предшествующих химических стадий по величинам предельных кинетических токов. Аналитические приложения электрохимических методов.

  6. ^ Вопросы прикладной электрохимии: Химические источники тока, сопряженные электрохимические реакции и их частный случай саморастворения металлов в кислотах как пример коррозии металлов, электрохимические методы защиты от нее. Электросинтез органических соединений и получение чистых металлов при их электроосаждении.

  1. Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы формирует преподаватель.

  2. Примерная тематика рефератов, курсовых работ. Рефераты по данному курсу не пишутся. Темы курсовых работ выбираются в соответствии с перечисленными разделами программы и задаются преподавателем.

  3. Лабораторный практикум включает выполнение следующих экспериментальных работ:

  • снятие электрокапиллярных кривых на ртутном электроде в растворе сульфата натрия без добавок поверхностно-активного вещества и при его наличии (изоамиловый спирт);

  • определение дифференциальной емкости амальгамированного медного электрода при его различных потенциалах в кислом растворе сульфата натрия с помощью моста переменного тока;

  • исследование кинетики анодного растворения кадмия в растворах серной кислоты;

  • исследование кинетики катодного выделения водорода на ртутном электроде из растворов с различными концентрациями ионов водорода;

  • полярографическое исследование кинетики восстановления ионов кадмия и водорода на ртутном капельном электроде.

  1. Примерный перечень экзаменационных вопросов по данному курсу. Вопросы по курсу сформулированы в экзаменационных билетах преподавателями кафедры, вопросы охватывают все перечисленные выше разделы и темы курса. В ходе экзамена преподавателем задаются дополнительные вопросы в целях проверки подготовленности студента по данному курсу.




  1. ^ Распределение часов курса по темам и видам работ





^ Наименование тем и разделов

Всего часов

Аудиторные занятия (часов) в том числе

Лекции Практикум

1

Термодинамика границ раздела




4

2

2

Двойной электрический слой




6

2

3

Методы исследования двойного слоя и адсорбции на электродах




6

12

4

Кинетика электродных процессов




8

10

5

Методы исследования кинетики и электроанализ




6

10

6

Вопросы прикладной электрохимии




2

-

ИТОГО




32

36


IV. Формы контроля.

Промежуточная - сдача трех коллоквиумов в практикуме по электрохимии; итоговая - экзамен по окончании семестра.
^ V. Учебно-методическое обеспечение.

Рекомендуемая основная литература.

1. Дамаскин Б. Б., Петрий О. А. Введение в электрохимическую кинетику. М.: Высшая школа, 1983.

2. Дамаскин Б. Б., Петрий О. А., Цирлина Г. А. Электрохимия. М.: Химия, 2001.

3. Корыта И., Дворжак И., Богачкова И. Электрохимия. М.: Мир, 1977.

  1. Кравцов В. И., Красиков Б. С., Цвентарный Е. Г. Руководство к практическим работам по электрохимии. Л.: ЛГУ, 1979.



Дополнительная литература:

1. Гейровский Я., Кута Я. Основы полярографии. М.: Мир, 1965.

2. Делахей П. Двойной слой и кинетика электродных процессов. М.: Мир, 1967.

  1. Плесков Ю. В., Филиновский В. Ю. Вращающийся дисковый электрод. М.-Л.: Наука, 1972.

  2. Фрумкин А. Н. Потенциалы нулевого заряда. М.: Наука, 1982.




Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет iconВысшего профессионального образования «санкт-петербургский государственный...
Настоящие правила приема в Санкт-Петербургский киновидеотехнический колледж федерального государственного бюджетного образовательного...

Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет iconМетодические рекомендации Санкт-Петербург 2012 удк скорая медицинская...
И. И. Джанелидзе», гбоу впо «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И. И. Мечникова», гбоу впо «Санкт-Петербургский...

Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет iconУста в
Санкт-Петербургский государственный университет (далее Санкт-Петербургский университет) учрежден указом Петра I от 22 января 1724...

Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет iconПравительства Российской Федерации от 31 декабря 2010 г. №1241
Санкт-Петербургский государственный университет (далее Санкт-Петербургский университет) учрежден указом Петра I от 22 января 1724...

Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет iconПравила приема в федеральное государственное бюджетное образовательное...
В федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «санкт-петербургский государственный...

Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет iconПрограмма вступительного испытания Санкт-Петербург 2014 мвд россии...
Назаренко А. М., Николаенко П. Д., Сидоренко В. П. История. Программа вступительного испытания. Спб.: Санкт-Петербургский университет...

Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет iconМинистерство культуры российской федерации фгбоу впо «санкт-петербургский...
Дисциплина по выбору: Информационные ресурсы русского зарубежья: конс к экз проф. Базанов П. Н

Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет iconКонтрольная работа №1
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный...

Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет iconПрограмма профессиональной переподготовки «Управление проектами»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный...

Министерство образования России Санкт-Петербургский Государственный университет icon«Санкт-Петербургский государственный экономический университет» Учебное...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов