Podstawy elektrochemii i korozji wykad dla III roku

Podstawy elektrochemii i korozji wykład dla III roku kierunków chemicznych Wykład II Dr Paweł Krzyczmonik Pracownia Elektrochemii i Korozji Uniwersytet Łódzki Luty 2017 1

Podstawy elektrochemii i korozji Podstawy procesów elektrodowych 1. Budowa podwójnej warstwy elektrochemicznej na granicy faz elektroda roztwór elektrolitu. 2. Procesy adsorpcji. Prąd faradajowski i pojemnościowy. 3. Równowagi w heterogenicznych układach elektrochemicznych. 4. Procesy elektrodowe samorzutne i wymuszone, rola potencjału elektrody. 5. Fenomenologiczna teoria szybkości procesów elektrodowych. 2

Podstawy elektrochemii i korozji Budowa podwójnej warstwy elektrochemicznej KER (kroplowa elektroda rtęciowa) Równanie Gibbsa-Lippmana 3

Podstawy elektrochemii i korozji Budowa podwójnej warstwy elektrochemicznej Model warstwy elektrochemicznej według propozycji Helmholtza. Model warstwy elektrochemicznej według propozycji Gouy-Chapmana. 4

Podstawy elektrochemii i korozji Budowa podwójnej warstwy elektrochemicznej Model warstwy elektrochemicznej zaproponowany przez Sterna jest połączeniem modeli Helmholtza i Gouy-Chapmana. Zmiana potencjału w zależności od grubości warstwy granicznej ma początkowo charakter liniowy, a później hiperboliczny 5

Podstawy elektrochemii i korozji Budowa podwójnej warstwy elektrochemicznej Współczesna propozycja podstawowego modelu warstwy elektrochemicznej. a - zaadsorbowane dipole wody, b - specyficznie zaadsorbowane aniony, c - hydratowane jony tworzące warstwę Helmholtza (OHP), d - hydratowane jony w warstwie rozmytej. Na rysunku pominięto hydratowane aniony 6

Podstawy elektrochemii i korozji Budowa podwójnej warstwy elektrochemicznej Model warstwy elektrochemicznej w roztworze zawierającym powierzchniowoczynne cząsteczki organiczne: a - dipole wody, b - zaadsorbowane molekuły organiczne, c - specyficznie zaadsorbowane aniony, d - hydratowane jony tworzące warstwę OHP 1 w odległości wynikającej z oddziaływań dipoli wody w IHP, e - OHP 2 odległa od elektrody w zależności od oddziaływań molekuł organicznych, f - hydratowane jony w warstwie dyfuzyjnej 7

Podstawy elektrochemii i korozji Budowa podwójnej warstwy elektrochemicznej Model warstwy elektrochemicznej i rozkład potencjałów na granicy faz półprzewodnik - roztwór elektrolitu 8

Podstawy elektrochemii i korozji Procesy adsorpcji. Prąd faradajowski i pojemnościowy. Prąd faradajowski – związany z zachodzeniem procesów elektrodowych, utlenienia i redukcji i w związku z tym z przepływem ładunku przez granicę faz. Prąd pojemnościowy – związany z procesem ładowania warstwy podwójnej i procesami adsorbcji. Prąd związany z rozdzieleniem ładunku. Procesy adsorbcji Specyficzna adsorpcja anionów i kationów Specyficzna adsorpcja substancji organicznych nie ulegających procesom elektrodowym Specyficzna adsorpcja substancji organicznych ulegających procesom elektrodowym 9

Podstawy elektrochemii i korozji Procesy elektrodowe E=0 V E≠ 0 V Np. reakcja w ogniwie Daniella Cu 2+ + 2 e →Cu 0 Np. elektroliza roztworu Ag. NO 3 Ag+ + 2 e →Ag 0 10

Podstawy elektrochemii i korozji Procesy elektrodowe E=0 V E≠ 0 V Zn 0 → Zn 2+ + 2 e 2 Cl- → Cl 2 + 2 e 11

Podstawy elektrochemii i korozji Fenomenologiczna teoria szybkości procesów elektrodowych Równanie Volmera-Butlera 12

Podstawy elektrochemii i korozji Równanie Volmera-Butlera Gdzie: 13

Podstawy elektrochemii i korozji Literatura 1. J. O’M. Bockris, J. K. Reddy, Modern Electrochemistry, Plenum Rosetta, New York, 1973 2. H. Scholl, T. Błaszczyk , P. Krzyczmonik, " Elektrochemia - Zarys teorii i praktyki", Wyd. U Ł , 1998 3. I. Koryta, I. Dvorak, V. Bohackowa, "Elektrochemia", PWN , 1980. 4. G. Kortum, "Elektrochemia". 5. W. Libuś, Z. Libuś, "Elektrochemia", PWN , 1987. 6. A. J. Bard, G. Inzelt, F. Scholz, Electrochemical Dictionary Springer, 2008 7. A. Kisza, Elektrochemia I, Jonika, WNT Warszawa, 2000 8. A. Kisza, Elektrochemia II, Elektrodyka, WNT Warszawa, 2001 14

Podstawy elektrochemii i korozji Dziękuje za uwagę 15