Электрохимия

Структура, системы и материалы. История.

Васильев Сергей Юрьевич

([email protected])

http://www.elch.chem.msu.ru/rus/prgfnm.htm

Программа

http://www.elch.chem.msu.ru/rus/prgfnm.htm

(1) История и структура электрохимии, основные понятия (электроды, ячейка, материалы

6/09

электрохимических систем).

(2) Полярные жидкости, растворы – равновесные свойства.

(3) Неравновесные явления в растворах электролитов. Домашнее 13/09 (4) Электрохимическая термодинамика. задание (5) Адсорбция и другие поверхностные явления.

20/ (6) In situ методы исследования адсорбатов на электрохимических межфазных границах.

27/09 (проф. В.И.Фельдман) Сольватированный электрон в химии: структура, динамика, реакции.

(7) Кинетика стадии массопереноса.

4/ Контрольная работа (8) Кинетика стадии переноса заряда. Домашнее 11/ (9) Кинетика многостадийных процессов. задание 18/10 (10), (11) Электроосаждение металлов, сплавов, соединений.

25/10 (12), (13) Источники тока – батарейки и аккумуляторы.

(14) Топливные элементы.

1/ Контрольная работа Домашнее 8/11 (15), (16) Коррозия и защита от коррозии. Размерная обработка. Электрополировка.

задание 15/11 (17), (18) Конденсаторы, электрохромные устройства.Электрохимические сенсоры.

(проф. В.И.Фельдман) Основы радиационной химии и принципы радиационного модифицирования 22/ материалов.

(19) Электрохимическое наноструктурирование.

29/ Итоговая контрольная работа декабрь Экзаменационные встречи, дискуссии и консультации.

Рынок труда 2H2 + O2 = 2H2O i e– A G H2 O катод анод катод анод H2 O + Pt Pt – e– H2 H3O+ O Q e– e– H2O H2 + 2H2O + (Pt) -> 1/2O2 + 2H3O+ + 2e–(Pt) -> 2H3O+ + 2e–(Pt) 3H2O + (Pt) Электрохимия — это раздел химической науки, в котором изучаются физико-химические свойства конденсированных ионных систем, а также процессы и явления на границах раздела фаз с участием заряженных частиц (электронов или ионов).

Составляющие электрохимических систем и важнейшие явления Межфазная граница Электрод Электролит (электронная или смешанная (ионная проводимость) проводимость) Перенос электрона (electron transfer) Массоперенос Адсорбция Электрохимия гетерогенных систем Теория электролитов Электрохимия и материаловедение Электрохимическое Электрохимическое поведение материалов получение материалов Работа электрохимических • Электросинтез • Источники тока • Микро- и наноструктурирование • Преобразователи Электрохимические технологии • Электролиз • Обработка поверхности • апротонные Ионные расплавы • высокотемпературные Сверхкритические жидкости Твердые полимерные электролиты (прикладная электрохимия) • Разделенные или неразделенные Auxiliary, AE) пространства • Открытые и герметичные • Симметрия распределения линий тока • Термостатирование Прибор для регулировки потенциала электрода — потенциостат истинной природы электричества закрыт.»

Луиджи (Алоизий) Гальвани (1737-1798) Дэви, Николсон Деви:

электролиз металлургия механизм протекания ионы появляются тока через растворы не только Растворы В 1807 году, когда Фарадею было всего 16 лет, в Московском университете Федор Федорович Рейсс открыл явления 1838: гальванопластика (гальваностереотипия) Борис Семенович (Мориц Германн) Якоби Теория электролитической диссоциации Сванте Аррениус (1859-1927) Менделеев (1834-1907) Каблуков (1857-1942) 1887 - И.А.Каблуков обнаруживает эффект аномальной электропроводности И.А.Каблуков - автор первых учебных пособий по электрохимии, Картина художника Ф.Решетникова «Почетный академик И.А.Каблуков со студентами-стахановцами»

И.А.Каблуков с А.В.Раковским, В.С.Зайковым, М.Я.Коганом,

ЭЛЕКТРОХИМИЯ В МГУ,

шаги к электрохимической Алексей Петрович Соколов (1854-1928) Зав. кафедрой теоретичеcкой физики физмат факультета МГУ 1887 - применение переменного тока для изучения электрохимических систем;

1890 - решение нестационарной диффузионной задачи при электролизе

ЭЛЕКТРОХИМИЯ В МГУ,

шаги к электрохимической 1911 - Е.И.Шпитальский, открытие электрополировки 1930 - Н.И.Кобозев и Н.И.Некрасов, Шпитальский установление роли адсорбции (1879-1931) в электродных процессах С 1930 - А.Н.Фрумкин заведует лабораторией технической электрохимии Александр Наумович Фрумкин (1895-1976) основатель кафедры электрохимии Литературная Одесса тех лет хорошо известна по мемуарам. Об Одессе научной воспоминаний почти нет, а между тем и в этом кругу жизнь шла весьма задорная и оживленная.

З.А.Иофа и А.Н.Фрумкин - второй и третий В 1933 году А.Н.Фрумкин совершил прорыв в электрохимической связывающую скорость электродной реакции и строение заряженной Это определило два основных взаимосвязанных направления работы 1938, в НИФХИ им. Л.Я.Карпова Тафель: Дальнейшее развитие зависимость тока от Фрумкин потенциала электрода Хориути, 1959- 1905 1922 1930 1935 Развитие методов Гейровский:

полярография Фольмер, Догонадзе, Кузнецов Липпман; Гельмгольц; Грэм Гуи. Эксперимент, термодинамика, модель А.Н.Фрумкин, В.С.Багоцкий, З.А.Иофа, Б.Н.Кабанов, «Кинетика электродных процессов» первый фундаментальный учебник по электрохимической кинетике С Р.Парсонсом в дальнейшем первым лауреатом Фрумкинской медали Международного электрохимического общества «In order to honour the late Professor Alexander N. Frumkin and his many contributions to science, particularly to the field of fundamental electrochemistry, the International Society of Electrochemistry (ISE) has established the "Frumkin Memorial Medal".

The award was donated by Professor E.G. Perevalova-Frumkin, the Frumkin Institute of Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences, and the Department of Electrochemistry of the Faculty of Chemistry, Moscow State University.

The award, to be given once every two years, recognises the outstanding contribution of a living individual over his/her life in the field of fundamental electrochemistry.

Профессор Борис Борисович Дамаскин лауреат Фрумкинской медали Международного Электрохимического Общества 2005 года, заведующий кафедрой электрохимии в период 1976 – 1998 г.

Профессор Олег Александрович Петрий - лауреат Фрумкинской медали Международного Электрохимического Общества 2009 года, заведующий кафедрой электрохимии в период 1998 - 2008 г.

Традиция:

вокал, стихотворчество и изобразительное искусство как необходимые элементы развития электрохимии Александр Наумович и шедевры мировой живописи 1953 - создание лаборатории радиационной химии Фельдман • Структура заряженной границы и адсорбция — эксперимент, моделирование • Самоорганизация в адсорбционных слоях • Новые электрокатализаторы и направленная модификация поверхности • Адсорбционные и каталитические явления на платиновых металлах • Кинетика элементарного акта переноса заряда — эксперимент и проверка квантово-механической теории • Computational Electrochemistry • Сканирующая туннельная микроскопия и электрохимические нанотехнологии • «Электрохимия твердого тела» (электрокристаллизация, электрохимическая интеркаляция, прикладная электрохимия и т.д.) 1. Б.Б.Дамаскин, О.А.Петрий, Г.А.Цирлина, «Электрохимия», изд. «Химия», М., 2001 г.; второе издание «КолосС-Химия», М., 2006 г.

2. Б.Б.Дамаскин, О.А.Петрий, «Электрохимия», изд. «Высшая школа», М., 3. Б.Б.Дамаскин, О.А.Петрий, «Введение в электрохимическую кинетику», изд.

«Высшая школа», М., 1983 г.

4. А.Н.Фрумкин, В.С.Багоцкий, З.А.Иофа, Б.Н.Кабанов, «Кинетика электродных процессов», изд. МГУ, 1952 г.

5. В.С.Багоцкий, «Основы электрохимии», изд. «Химия», Л., 1988 г.

6. И.Корыта, И.Дворжак, В.Богачкова, «Электрохимия», изд. «Мир», М., 1977 г.

7. Дж.Ньюмен, «Электрохимические системы», изд. «Мир», М., 1977 г.

8. К.Феттер, «Электрохимическая кинетика», изд. «Химия», М., 1967 г.