Paviršiaus elektrochemija

Dalyko anotacija lietuvių kalba

Kursas skirtas supažindinti studentus su elektrocheminiais procesais, vykstančiais medžiagų paviršiuose akcentuojant adsorbciją, katalizę, koroziją ir oksidaciją. Suteikiamas supratimas apie elektroninius procesus, vykstančius medžiagų paviršiuose, kurie keičia jų savybes, cheminę sudėtį ir termodinamiką. Aiškinami  procesai, kuriems vykti reikalinga papildoma energija, ir procesai, kurių metu išsiskiria energija.

Dalyko anotacija užsienio kalba

The course presents the electrochemical processes on the surfaces making emphasis on adsorption, corrosion and oxidation. The other key topics includes the study of the relationship between chemical change and electric energy. Electrochemistry has two parts: electrolysis (or redox reactions that require energy to occur) and galvanic or voltaic cells (or reactions that provide energy when they occur).

Būtinas pasirengimas dalyko studijoms

Išklausyti Bendrosios fizikos, Matematinės analizės, Termodinamikos, Statistinės fizikos, Kvantinės mechanikos.

Dalyko studijų rezultatai

1. Analizuoti cheminių ryšių susidarymo mechanizmą, naudojantis kvantomechaniniu aiškinimu apie molekulinę fiziką.
2. Analizuoti heterogeninius procesus, vykstančius paviršiniame sluoksnyje akcentuojant katalizę, koroziją ir oksidaciją.
3. Analizuoti katalizės, korozijos ir oksidacijos procesų kinetiką ir termodinamiką.
4. Įvertinti elektrocheminius procesus energijos šaltiniuose, jų termodinamiką.
5. Analizuoti elektrocheminius procesus, vykstančius paviršiuje, jų praktinę svarbą ir poveikį gamtai.

Dalyko turinys

Paviršiaus fizikinis modelis.
Cheminiai ryšiai tarp atomų.
Paviršiaus energetika.
Heterogeniniai procesai.
Elektroninis fizikinis ir cheminis adsorbcijos mechanizmas.
Adsorbcijos kinetika.
Adsorbcijos izotermės.
Elementarūs procesai medžiagos paviršiuje.
Atomų dinamika ir difuzija.
Katalizės taškai.
Korozija. Oksidacija.
Elektrocheminiai energijos šaltiniai: fizika ir technologijos.
Kinetinės lygtys, aprašančios elektroninius procesus.
Būtinos ir pakankamos sąlygos, keliamos elektrocheminiams šaltiniams.
Panaudojimas praktikoje.
Katalizatoriai ir jų taikymas..
Korozija ir apsauga nuo jos.
Oksidacijos procesų panaudojimas.
Elektrocheminiai procesai gamtoje ir jų poveikis aplinkai.

Dalyko studijos valandomis

Paskaitos - 45 val.
Seminarai - 5 val.
Laboratoriniai darbai - 10 val.
Savarankiškas darbas - 100 val.
Iš viso    160 val.

Studijų rezultatų vertinimas

Seminarai – 13 %, laboratoriniai darbai – 20 %, kolokviumas 17%, egzaminas – 50%.

Literatūra

1. 2012    Liudas Pranevicius Physical kinetics and chemistry,  e-konspektas. VDU
2. 2007    A. Galdikas. Surface electrochemistry (www.hydrogen.lt/kursai surface_electrochemistry.pdf). LEI
3. 2002    L. Pranevičius, C. Templier, L.L. Pranevičius. Medžiagų mokslas. VDU
4. 2007    L. Pranevičius. Characterization of surfaces: surface chemistry and electrochemistry. (http://www.hydrogen.lt/mokymai/laboratoriniai/penktas.pdf) LEI
Papildoma literatūra
1. 1997    G. Ertl, H. Knözinger, J. Weitkamp. (Eds.) Handbook on heterogeneous catalysis. Wiley-VCH