PřF:C7280 Elektrodová kinetika - Informace o předmětu
C7280 Elektrodová kinetika
Přírodovědecká fakultapodzim 2001
- Rozsah
- 2/0/0. 3 kr. Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
- Vyučující
- doc. RNDr. Marie Studničková, CSc. (přednášející)
- Garance
- doc. RNDr. Marie Studničková, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta - Předpoklady
- Fyzikální chemie I a II
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
- Mateřské obory/plány
- předmět má 8 mateřských oborů, zobrazit
- Cíle předmětu
- Elektrodová kinetika (dynamika) pro studenty fyzikální chemie popisuje rovnováhy na elektrodách a v galvanických článcích, transport látky k elektrodě, systémy s konvektivní difuzí, hydrodynamické elektrody a charakteristická čísla, nestacionární metody (voltametrie, mody pulzní polarografie), impedanční spektroskopii, uspořádané iontové vrstvy, příklady vícestupňových dějů, aplikace.
- Osnova
- 1. Rovnovážná elektrochemie. Potenciál a napětí,referentní elektroda, typy elektrod, elektrolýza a Faradayovy zákony. Nernstova rovnice. Rychlost přenosu elektronu. Vliv potenciálu na aktivaci reakcí elektroredukce a elektrooxidace.Přepětí, Butlerova a Volmerova rovnice. Vliv potenciálu na Fermiho hladinu elektronů v kovu. Hraniční orbitaly v redoxních reakcích. 2. Marcusova theorie reakcí přenosu elektronu. Reakce inner sphere a outer sphere. Fyzikální model přenosu elektronu. Kvadratická závislost aktivační energie na standardní energii kroku přenosu elektronu. Rychlostní konstanta a transmisní koeficient. Adiabatické a neadiabatické reakce ET. 3. Roztoky elektrolytů při průchodu proudu. Tok složky = tok migrace + tok difuze + tok konvekce. Elektrický proud jako tok nabitých složek. Platnost Ohmova zákona. 4. Transport látek k elektrodě. Rychlost elektrochemického procesu. Řídící krok, transport látky jako nejvýhodnější řídící krok. Limitní proud konvektivní difuze. Analyticky řešitelné theorie proudění: podélně obtékaná plotna, válcový kanál, kapková elektroda. Theorie podobnosti, pí- theorém. Čísla: Sherwoodovo, Reynoldsovo, Schmidtovo. Rotující disková elektroda. Difuzní vrstva a hydrodynamická vrstva. 5. Voltametrie a cyklická voltametrie, inverzní voltametrie, pulzní polarografie. Vkládané napětí v čase, proudonapěťová křivka.Randlesova - Ševčíkova rovnice. Kriteria reverzibility děje.Dvoustupňové děje v inverzní voltametrii. Mikrofáze a makrofáze. DPP a NPP, Cottrellova rovnice pro limitní proud v NPP. Proudová funkce a šířka píku v DPP, ovlivněná amplitudou pulzu. 6. Rychlost a vratnost elektrodových dějů. Rychlost produkce entropie. Nulové přepětí nebo proud limitující k nule jako podmínky vratnosti elektrodových dějů. Relace mezi rychlostí ET a rychlostí transportu látky ovlivňující vratnost.Nernstova rovnice jako kriterium vratnosti. Kinetický parametr v DC polarografii, cyklické voltametrii a pro rotující diskovou elektrodu. Stupňovitost elektrodových dějů. 7. Základy nových polarografických metod. Sinusoidální AC, polarografie čtvercové vlny (square wave), pulzní diferenční polarografie. Nabíjecí proud. Maximální proud. Kinetický parametr, šířka píku. 8. AC impedanční spektroskopie. Impedance, složky in phase a out of phase, závislost na frekvenci. Sériový a paralelní obvod RC. Randlesův obvod. Warburgova impedance. Transmisní linie. 9. Struktura mezifází elektroda - roztok. Elektrická dvojvrstva Helmholtzův model. Difuzní vrstav Gouy- Chapmanova. Sternova kombinace obou modelů. Grahamova specifická adsorpce. Elektrokapilární maximum. Měření diferenciální kapacity. 10. Heterogenní reakce provázející elektrodový děj. Elektrosyntéza. Voltametrie adsorbovaných látek. Polymerní pokrytí na modifikovaných elektrodách. Monovrstva kovu, underpotential deposition. 11. Spektroelektrochemie a charakterizace povrchů. Fotoelektrochemie, fotoproud. Charakterizace povrchu ve vakuu (ex situ): LEED (low energy electron diffraction), APS (Augerova fotoelektronová spektroskopie), XPS(X-ray photoelectron spectroscopy). Skenovací tunelová mikroskopie jako zobrazení v atomové škále. Skenovací elektrochemická spektroskopie- podstata. Spektroskopická detekce elektrogenerovaných látek v roztoku- UV-VIS, IR. 12. Reaktivní částice v organické elůektrosyntéze. Elektrofory katodických reakcí. Uhlovodíky, organické halogenidy, nitrolátky, karbonylové sloučeniny, oniové sloučeniny. Elektrofory anodických oxidací. Uhlovodíky, karbonové kyseliny, aminy, kyslíkaté sloučeniny, sirné sloučeniny. Elektrodové reakce klasifikované podle typů: reduktivní tvorba vazeb (coupling), dimerace, adice. Oxidativní coupling, štěpení, anodická substituce.
- Literatura
- Další komentáře
- Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
- Statistika zápisu (podzim 2001, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2001/C7280