6317102045

WYDZIAŁ CHEMICZNY POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ Kierunek Technologia Chemiczna _Specjalność: Technologia Organiczna

Nazwa przedmiotu	Elektrochemia stosowana		Kod	37.1.7
Semestr	VII | Godziny | 1 |	mi _	Punkty ECTS	4

Sposób zaliczenia | E/Z

Katedra Katedra Technologii Chemicznej_

Odpowiedzialny (a) Anna Lisowska-Oleksiak_

Przedmioty poprzedzające:    Wymagania wstępne:    znajomość podstaw

Chemia Fizyczna_ Elektrochemii_

Założenia i cele przedmiotu: to przekazanie studentom elementów wiedzy dotyczącej podstaw clektrodyki

oraz joniki poszerzone o szeroko rozumiane zastosowania metod i wykorzystania praw elektrochemii._

Metody dydaktyczne: wykład w oparciu o prezentacje (Power Point) prowadzony z zastosowaniem interaktywnych form nauczania. Ćwiczenia laboratoryjne - zapoznanie z metodami instrumentalnymi

elektrochemii, procesami elektrodowy mi oraz projektowaniem nowy ch materiałów._

Treści programowe*’"

1.    Potencjał równowagowy. Wzór Nemsta. Elektryczna warstwa podwójna granicy faz elektroda/ elektrolit: metal/elektrolit ciekły, pólprzewodnik/elektrolit (Wykresy Malt a Schottkiego). ciecz/ciecz (potencjał Donnana). Równanie Nemsta-Einsteina -współczynnik dyfuzji własnej, uśredniony współczynnik dyfuzji elektrolitu binarnego. Prawo Faradaya. Ogniwo. Elektroliza. Teoretyczne napięcie rozkładowe. Praktyczne napięcie rozkładowe. Nadpotencjal stężeniowy. Nadpotencjal dyfuzyjny, nadpotencjal aktywacyjny, nadpotencjal krystalizacyjny, nadpotcncjal reakcji chemicznej.

2.    Zależność gęstości prądu od nadpotencjalu. Równanie Butlera-Volmera. Prąd wymiany. Współczynnik przejścia alfa wg Marcusa. Stała szybkości reakcji przeniesienia ładunku. Równianie Tafcla. Procesy kontrolowane wymiana ładunku. Procesy kontrolowane wymianą masy. Kontrola mieszana. Adsorpcja i elektrosorpcja. Potencjał mieszany.

3.    Procesy elektrodowe wodom. Procesy elektrodowe tlenu. Elektrokataliza heterogeniczna. Heterogeniczna elektrokataliza typu redoks; elektrody modyfikowane. Homogeniczna kataliza typu redoks. Elektrokiystalizacja; nadpotencjal nukleacji. tworzenie zarodków kry stalicznych ich wzrost, zależność prądowo- potencjałowe procesu krystalizacji. Elcktrorcdukcja Cr(III), Cr(VI) (w aspekcie Ustawy o Odpadach zal. 4 o odpadach niebezpiecznych.)

4.    Elektrodowa synteza związków organicznych. Przykłady redukcji, przykłady elektrooksydacji, polimeryzacja. Selektywna synteza wybranych cnancjomcrów.

5.    Membrany jonoselektywne i diafragmy. Transport w membranach i diafragmach; porowatość diafragm. przepuszczalność, prawo Darcy'ego. współczynnik przepuszczalności K, rezystancja membran, współczynnik MacMullina. Typy membran jonoselektywnych: membrany zawierające jonofory. membrany o charakterze elektrolitów polimerowych (typu NAFION) kationo- i aniono-wymienne. Przy kłady zastosowań: elektroliza solanki z diafragmą (brak selektywności), elektroliza solanki z membranami jonowymiennymi, oczyszczanie kąpieli do niklowania bezprądowego.

6.    Galwanotechnika - obróbka powierzchni metali. Powłoki ochronne, powłoki ochronno-dekoracyjne, powłoki specjalne. Kąpiele galwaniczne, typy elektrolitów, bufory dodatki wybłyszczające. Elektrody. Wpływ polaryzacji stężeniowej na strukturę osadu. Pasywacja anod. Wgłębność elektrolitu i sposoby zwiększania wgłębności. Typy elektrolizerów w procesach galwanicznych: cynkowanie niklowanie, niklowanie bezprądowe, miedziowanie, chromowanie. Osadzanie stopów : mosiądzowanie, stopy nikiel-żelazo. Wspól-wydzielanie wodom. Hydrometalurgia.

7.    Ogniwa galwaniczne. Ogniwo Leclanche'. Ogniwo alkaliczne. Ogniwo rtęciowe. Ogniwa w łodziach ratunkowych. Akumulatory : kwasowo- ołowiowy., niklowo kadmowy, akumulator nikiel- wodorki stopów metali. Ogniwa litowe pierwotne. Akumulatory litowe, akumulatory litowo-jonowe, anody grafitowe, anoda litowa. Katody nieorganiczne. Intcrkalacja. Katody polimerowe - elektrosorpcja. Supcrkondensatory. Ogniwa paliwowe. Ogniwa fotowoltaiczne. Elektrokatalityczny rozkład wody - czysty wodór do ogniw paliwowych

8.    Metody pomiarowe w elektrochemii. Chronowoltamperometria. Chronopotencjometria. Chronokulometria. Chronoamperomelria. Elektrochemiczna spektroskopia Impedancy jtra. Metoda wirującego dysku. Ultramikroelektrody do badań w układach o wy sokiej rezystancji. Sensory potencjometryczne, sensory amperometryczne, sensor pojemnościowe.

Tematy ćwiczeń Laboratory jnych

1.    Otrzymywanie związków organicznych na drodze elektrosyntezy

2.    Otrzymywanie cienkich warstw anodowych Ti0₂

3.    Usuwanie śladowych ilości jonów Cd(ll), elektrokrystalizacja

4.    Woltampcrometria cykliczna, aktywność redoks wdtarniny B12

5.    Wyznaczanie potencjału formalnego reakcji redoks za pomocą metody Wimjącej elektrody dyskowej

6.    Elektropolimeryzacja, wyznaczanie pojemności elektrycznej warstw polipirolu._