Physical Chemistry

fakultatywne

Wykład ma na celu pogłębienie wiedzy studenta na temat elektrochemii granic fazowych, procesów elektrodowych i modeli pisujących zachodzące zjawiska.

Kurs ma na celu wyjaśnienie podstawowych zależności elektrochemicznych oraz zapoznanie z metodami eksperymentalnymi do badania procesów zachodzących na różnych granicach faz. Omawiane będą zarówno procesy równowagowe jak i procesy nieodwracalne.

Kurs jest również skierowany do studentów, którzy chcą bliżej zapoznać się z metodami wytwarzania elektrod modyfikowanych związkami organicznymi, nieorganicznymi, hybrydowymi oraz ich zastosowaniami praktycznymi

Kurs obejmuje następujące zagadnienia:

I. Granica faz

- rodzaje granic fazowych, obraz mikroskopowy

- napięcie powierzchniowe, kohezja, adhezja,

- wpływ temperatury na napięcie powierzchniowe

- zjawiska kapilarne, równianie Kelvina, kondensacja kapilarna

- kąt zwilżania, surfaktanty,

II. Termodynamika granicy faz

- pojęcie fazy powierzchniowej

- model Gibbsa

- funkcje stanu, zależności Gibbsa-Helmholtza, Gibbsa-Duhema

- izoterma Gibbsa

III. Warstwy powierzchniowe na granicach faz

- ciśnienie powierzchniowe,

- przejścia fazowe w powierzchniowych warstwach molekularnych

-

IV. Potencjały elektrochemiczne na granicach faz

- potencjały równowagowe

- potencjał Donnana,

- podwójna warstwa elektryczna i konsekwencje jej istnienia

- potencjały nierównowagowe

- podstawy termodynamiki procesów nieodwracalnych

- przewodnictwo roztworów elektrolitów

V. Kinetyka procesów elektrodowych

- termodynamika reakcji w ogniwach elektrochemicznych

- transport masy w ogniwach elektrochemicznych

- podstawy procesów elektrodowych

- teorie przeniesienia elektronu

- równanie Butlera-Volmera, równanie Tafela

- nadnapięcie stężeniowe i aktywacyjne

- podstwy metod eksperymentalnych do badania procesów elektrodowych

- wyznaczania parametrów kinetycznych procesów elektrodowych na podstawie danych eksperymentalnych

VI. Elektrody modyfikowane warstwami elektroaktywnymi

- wytwarzanie i charakterystyka i zastosowania elektrod modyfikowanych związkami organicznymi, nieorganicznymi u układami hybrydowymi

VII. Elektrochemia nanocząstek

- wytwarzanie nanocząstek (metali, półprzewodników, tlenków), ich właściwości i zastosowania

1. Zigniew Galus, Teoretyczne podstawy elektroanalizy chemicznej, PWN, Warszawa 1977,

2. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, Allen J. Bard, Larry R. Faulkner, 2nd ed, Wiley, 2001

3. Electrochemistry: Principles, Methods, and Applications, Christopher M. A. Brett and Ana Maria O. Brett, Oxford Science Publications, 1993

Po zakończeniu wykładu student:

- umiejętnie posługuje się podstawowymi pojęciami z zakresu elektrochemii granic fazowych i reakcji elektrodowych,

- wie jak zastosować odpowiednie wzory do jakościowego i ilościowego opisu zjawisk fizykochemicznych zachodzących na granicach różnych faz,

- zna związki przyczynowo skutkowe występujące w tych procesach oraz umie wyjaśnić podstawy badanych zjawisk

- umie przewidzieć kierunek zachodzących procesów po zmianie parametrów fizykochemicznych takich jak temperatura, potencjał, stężenie

- wie jakie metody doświadczalne może zastosować do badania reakcji i procesów fizykochemicznych

- umie z danych doświadczalnych wyznaczyć pewne wielkości fizykochemiczne i parametry zachodzących procesów i reakcji

Egzamin pisemny po zakończeniu kursu.

Do zdania egzaminu student musi uzyskać co najmniej 50% całkowitej liczby punktów.

nie dotyczy