C6745 Physico-chemical aspects of electrochemical methods

Faculty of Science
Spring 2016
Extent and Intensity
2/0/0. 2 credit(s) (plus extra credits for completion). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
RNDr. Mgr. Iveta Třísková, Ph.D. (lecturer)
Guaranteed by
prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc.
Department of Chemistry – Chemistry Section – Faculty of Science
Supplier department: Department of Chemistry – Chemistry Section – Faculty of Science
Prerequisites
The prerequisite is the completition of the course C7050 - Electroanalytical methods
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives (in Czech)
Cílem kurzu je prohloubit vědomosti studentů v oblasti elektrochemie a seznámit je s fyzikálně - chemickou podstatou obecně známých, ale i nových a moderních elektrochemických metod. V rámci tohoto předmětu bude formou demonstračních úloh studentům prezentována i experimentální část probíraných elektrochemických metod.
Syllabus (in Czech)
  • 1. Potenciometrie: koncept elektromotorické síly a elektrodového potenciálu; standardní elektrodový potenciál; elektrochemická termodynamika; Nernstova rovnice; funkce iontově -selektivních elektrod a pH elektrod; Donnanova rovnováha; Nikolského-Eisenmanova rovnice; přímá potenciometrie a potenciometrická titrace; vyhodnococvání titračních dat, nový software. 2. Voltametrické metody: procesy na elektrodách; elektrická dvojvrstva a její model; transport látky (migrace, difúze, konvekce) a Fickovy zákony; adsorpce; přenos elektronů (ET-electron tranfer) a Markusova teorie přenosu náboje; elektrokinetické jevy; termodynamika přenosu náboje; Fermiho energie; kinetika elektrodové reakce (rate determining step); fyzikálně-chemická podstata přepětí a jeho význam; aktivační přepětí a Butler-Volmerova rovnice. 3. Eliminační voltametrie: nová a perspektivní elektrochemická metoda; hodnocení faradayické a nefaradyické složky proudu; dílčí voltametrické proudy (kinetický, kapacitní a difúzní proud); eliminační funkce a proudová transformace; koeficient ß; adsorbovaná částice (pík-protipík signál), teoretický poměr pík-protipík a předřazená chemická reakce. 4. Elektrochemická studie koroze: chemická a elektrochemická koroze; Tafelova rovnice; korozní potenciál; korozní rychlost; mechanismus koroze; Pourbaix diagram a jeho fyzikálně - chemický popis. 5. Elektrochemická impedanční spektroskopie: fyzikálně - chemická podstata impedance; charakterizace ekvivalentních obvodů; význam impedančních prvků; kinetické parametry získané z EIS; Warburgova impedance; konstantní fázový element. 6. Rotační disková elektroda (RDE): steady-state; steady-state (ustálený stav);mikroelektrody; heterogenní elektron transfer; voltametrická charakteristika RDE; Levičova rovnice. 7. Chronometody: chronopotenciometrie; chronoamperometrie; pulzní metody; Cottrelova rovnice; vyhodnocení chronometod; adsorpční izoterma; význam časových změn během polarizace elektrody; elemntární kroky a jejich závislost na čase. 8. Elektrochemické křemenné mikrovážky: fyzikálně-chemická podstata EQCMB; piezoelektrický efekt; adsorpce; adsorpční vrstvy; adsorpční izotermy; polymerace; Sauerbreyova rovnice a kvantifikace adsorpčních nebo polymerních vrstev. 9. Spektroelektrochemie: pokročilá metoda a její význam; optická dráha ve spektroelektrochemické cele; optické vlákno; synchronizace elektrochemické a spektrální odezvy; kvantifikace spektroelektrochemických dat; úskalí spektroelektrochemikcých experimentů. 10. Dielektrimetrie: dielektrikum v elektrickém poli; polarizace dielektrika; dipólový moment (permanentní a indukovaný); Debyeova teorie dielektrik; vyhodnocení dipólových momentů; vztah dipólového momentu a struktury a symetrie molekuly. 11 + 12. Praktické ukázky jednotlivých metod
Literature
    recommended literature
  • BARD, Allen J. and Larry R. FAULKNER. Electrochemical methods : fundamentals and applications. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons, 2001, xxi, 833. ISBN 0471043729. info
  • OLDHAM, Keith B. and Jan C. MYLAND. Fundamentals of electrochemical science. San Diego: Academic Press, 1993, xxii, 474. ISBN 0125255454. info
Teaching methods (in Czech)
Přednáškový blok doplněný praktickými ukázkami probíraných metod
Assessment methods (in Czech)
Ústní zkouška
Language of instruction
Czech
The course is also listed under the following terms Spring 2017, spring 2018, Spring 2019, Spring 2020, Spring 2021, Spring 2022, Spring 2023, Spring 2024, Spring 2025.
  • Enrolment Statistics (Spring 2016, recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/spring2016/C6745