Предмет электрохимия и ее значение

ВВЕДЕНИЕ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЭЛЕКТРОХИМИИ

Учебное пособие

для студентов всех специальностей

Саратов 2014

УДК 541.1

ББК 24.5

А

Рецензенты:

Кафедра биотехнологии и общей химии

Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И.Вавилова

Доктор технических наук, профессор

Л.А.Фоменко

Одобрено

редакционно-издательским советом

Саратовского государственного технического университета

А Архипова Н.В. Лабораторный практикум по электрохимии: учеб. пособие / Н.В. Архипова, Е.В. Третьяченко, О.А. Смирнова. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2014. 100 с.

В пособии в ясной и доступной форме рассмотрены основные понятия и методы исследования в электрохимии. Представлены специальные и вспомогательные приборы, применяемые в электрохимических исследованиях. Уделено внимание особенностям лабораторного эксперимента. В предлагаемых работах изучаются закон Фарадея и фарадеевские реакции: выход по току и расход электроэнергии при осаждении металлов, электропроводности растворов электролитов в зависимости от концентрации, на основе которых определяются произведения растворимости труднорастворимых солей и константы диссоциации органических кислот, изучаются ЭДС гальванических и концентрационных элементов, из значений которых определяются числа переноса и диффузионные потенциалы, определяются максимальная работа и тепловой эффект химической реакции в гальванических элементах, исследуется кинетика коррозии металлов с водородной деполяризацией при изменяющихся условиях.

Для студентов, обучающихся по специальности «Нанотехнология», а также представляет интерес для студентов всех специальностей технического университета.

УДК 541.1

ББК 24.5

© Саратовский государственный

технический университет

им. Гагарина Ю.А., 2014

© Архипова Н.В., Третьяченко Е.В.,

Смирнова О.А., 2014

ISBN

Электрохимия является разделом физической химии, в котором изучаются законы взаимодействия и взаимосвязи химических и электрических явлений. Основным предметом электрохимии являются процессы, протекающие на электродах при прохождении тока через растворы (так называемые электродные процессы). Можно выделить два основных раздела электрохимии: термодинамику электродных процессов, охватывающую равновесные состояния систем электрод – раствор, и кинетику электродных процессов, изучающую законы протекания этих процессов во времени. Однако электрохимия изучает не только электродные процессы. В этот раздел физической химии не редко включают также теорию электролитов, при этом изучаются только свойства электролитов, связанные с прохождением тока (электропроводность и др.), но и другие свойства электролитов (вязкость, сольватация, химические равновесия и др.). Теорию электролитов можно также рассматривать как часть общего учения о растворах.

Электрохимия имеет очень большое значение, так как закономерности электрохимии являются теоретической основой для разработки важных технических процессов – электролиза и электросинтеза, т.е. получения химических продуктов на электродах при прохождении тока через растворы (получение хлора и щелочей, получений и очистка цветных и редких металлов, электросинтез органических соединений). Важной областью практического применения электролиза является гальванотехника (электропокрытие металлами и получение металлических матриц). Другая важная область техники, в основе которой лежат электрохимические процессы, - это создание химических источников тока (электрохимических или так называемых гальванических элементов, в том числе аккумуляторов), в которых химическая реакция используется как источник электрохимического тока.

Большое развитие получили электрохимические методы химического анализа (электроанализ, кондуктометрия, потенциометрия, полярография и др.), теория которых также составляет предмет изучения электрохимии.

Возникновение электрохимии как науки связано с именами Гальвани, А. Вольта и В. В. Петрова, которые на рубеже XVIII и XIX веков открыли и исследовали электрохимические (гальванические) элементы. Г. Деви и М. Фарадей в первые десятилетия XIX века изучали электролиз. Быстрое развитие электрохимии в конце XIX века связано с появлением теории электрической диссоциации С. Аррениуса (1887) и с работами В. Нернста по термодинамике электродных процессов. Теория Аррениуса развита Дебаем и Гюккелем (1923), которые разработали электростатическую теорию.

Для последних десятилетий характерно быстрое развитие электрохимической кинетики, изучение явлений перенапряжения, коррозии, гальванических покрытий и др.

Дата добавления: 2014-11-16