Elektrochemie a teorie roztoků

Garant předmětu:

Barbora Drtinová

Přednášející:

Barbora Drtinová

Cvičící:

Barbora Drtinová

Předmět zajišťuje:

katedra jaderné chemie

Anotace:

Předmět Elektrochemie a teorie roztoků se zaměřuje na problematiku termodynamiky roztoků, zejména elektrolytů. Pozornost je věnována elektrodovým dějům, galvanickým článkům, elektrochemickým jevům na kapalinových rozhraních a polarografickým metodám.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Teorie roztoků: parciální molární stavové funkce, Gibbs-Duhemova rovnice, aktivita a aktivitní koeficienty, koligativní jevy, difúze v roztocích.

2.Úvod do elektrochemie a teorie slabých elektrolytů: elektrochemické děje, Faradayovy zákony, coulometrie, solvatace iontů, iontové páry, převodová čísla, Hittorfova metoda, metoda pohyblivého rozhraní, vliv solvatace a komplexace na převodová čísla kationtů, molární a ekvivalentová vodivost, Kohlrauschův zákon nezávislé migrace iontů, klasická teorie elektrolytické disociace, Ostwaldův zřeďovací zákon, vodivost a pohyblivost iontů.

3.Silné elektrolyty: iontová atmosféra, mezný zákon elektrolytické vodivosti, viskózní, elektroforetický a relaxační efekt, Debye-Hückel-Onsagerova rovnice, Wienerův efekt, Debye-Falkenhagenův efekt, střední chemický potenciál, střední aktivitní koeficienty, experimentální stanovení aktivitních koeficientů, iontová síla, Lewisův vztah, teorie meziiontového působení a aktivitní koeficienty iontů.

4.Galvanické články: elektromotorické napětí, měření EMN, závislost EMN na stavových proměnných, Nernstova rovnice, potenciály elektrod, standardní elektrodové potenciály, typy elektrod a galvanických článků, skleněná elektroda, klasické a moderní baterie a akumulátory.

5.Potenciály na kapalinovém rozhraní: fázový, elektrochemický, difúzní a Donnanův potenciál, Hendersonovy formule, iontoměničové membrány, iontově selektivní elektrody.

6.Kinetika elektrodových dějů a polarografie: kinetická teorie elektrodového potenciálu, elektrodové reakce, koncentrační a chemická polarizace, přepětí, rozkladné napětí, závislost proudové hustoty na přepětí, Tafelova rovnice, základy polarografie, Ilkovičova rovnice a rovnice polarografické vlny, půlvlnový potenciál.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1.Studijní materiál přednášející (aktualizace 2024)

2.Novák J.: Fyzikální chemie, Bakalářský a magisterský kurz, 2016 https://ufch.vscht.cz/files/uzel/0013874/0029~~c3P2MPFNL9Iry0wtBwA.pdf (navštíveno 1. 2. 2024)

3.Mizera J., Gossman A., Lebeda O.: Výpočty pro jaderné chemiky. Jaderná chemie. Elektrochemie, Nakladatelství ČVUT, Praha, 2001.

Doporučená literatura:

4.Peřinová K., Řeháčková L.: Vybrané kapitoly z fyzikální chemie, učební text, 2013 http://katedry.fmmi.vsb.cz/Modin_Animace/Opory/01_Procesni_inzenyrstvi/09_Vybrane_kapitoly_z_fyzikalni_chemie/Perinova_Rehackova_VKFCH.pdf (navštíveno 1. 2. 2024)

5.Múčka V.: Chemická termodynamika, skripta, Nakladatelství ČVUT, Praha, 2003.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: