ebook Elektrochemia Wesley R. Browne

Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania: 2022

Elektrochemia jest jedną z najstarszych i najbardziej interdyscyplinarnych nauk. Jest wszędzie wokół nas, działa niespostrzeżenie nawet wewnątrz nas, często jednak pozostaje niedostrzegalna. Nowoczesne zastosowanie elektrochemii widać, w tak zróżnicowanych dziedzinach życia jak: energetyka, biologia i biochemia, opieka zdrowotna, czujniki, materiałoznawstwo, a oprócz chemii elektrochemia czerpie wielez fizyki i matematyki. Książka składa się z sześciu rozdziałów, z których dwa pierwsze dotyczą podstawowych pojęć, odpowiednio z zakresu elektroniki i reakcji redoks. Omawiane aspekty obejmują teorię przepływu ładunku i zależności regularnie spotykanych w elektrochemii stosowanej, z których wydaje się, że największe znaczenie ma równanie Nernsta. Przed zagłębieniem się w fundamentalne zasady elektrochemii w Rozdziale 4, w którym kluczowe równania zostały wyprowadzone w oparciu o podstawowe prawa, w Rozdziale 3 zbadamy granicę elektroda-roztwór oraz wpływ wywierany przez aktywne formy redoks w roztworze na potencjały elektrodowe. W Rozdziale 5 przedstawiamy „narzędzia pracy” w obszarze chemii elektroanalitycznej, ze szczególnym uwzględnieniem polaryzacji liniowej i woltamperometrii cyklicznej, oraz niewielkimi wzmiankami odnośnie zastosowania chemii elektroanalitycznej do rozwiązywania problemów w chemii molekularnej, w badaniu samoorganizujących się monowarstw, wykrywaniu glukozy i elektrodimeryzacji. W ostatnim 6 Rozdziale, nacisk został położony na ważną rolę, jaką elektrochemia odgrywa w aplikacjach energetycznych, opartych na bateriach i ogniwach paliwowych. Po wprowadzeniu tematyki spektroskopii impedancyjnej zostaną omówione wyzwania z zakresu konstrukcji i charakterystyki urządzeń elektrochemicznych.

Spis treści ebooka Elektrochemia

Przedmowa VII
Jednostki i symbole XI
Równania XV
Rozdział 1. Wprowadzenie do elektrochemii 1
1.1. Wprowadzenie 1
1.2. Podstawowe pojęcia w obwodach elektrycznych 7
1.3. Napięcie, praca i entalpia swobodna (energia Gibbsa) 15
1.4. Podsumowanie 16
1.5. Ćwiczenia 17
Rozdział 2. Ogniwo elektrochemiczne 18
2.1. Wprowadzenie 18
2.2. Polaryzacja elektrody i zależność między ogniwami elektrochemicznymi a kondensatorami 18
2.3. Ogniwa galwaniczne (woltaiczne) 20
2.4. Równanie Nernsta 26
2.5. Formalne stopnie utleniania i potencjały redukcji 30
2.6. Prezentacja układów redoks 31
2.7. Podsumowanie 37
2.8. Ćwiczenia 37
Rozdział 3. Potencjały, granice faz, elektrody i transport masy 39
3.1. Wprowadzenie 39
3.2. Kiedy elektroda spotka się z roztworem – podwójna warstwa elektryczna 40
3.3. Polaryzacja elektrody i potencjały elektrodowe 43
3.4. Granica ciecz–ciecz i membrany 47
3.5. Elektrody wskaźnikowe 49
3.6. Miareczkowanie potencjometryczne 50
3.7. Wyznaczanie właściwości termodynamicznych na podstawie pomiarów potencjostatycznych 53
3.8. Transport masy przy elektrodzie 54
3.9. Podsumowanie 57
3.10. Ćwiczenia 58
Rozdział 4. Heterogeniczny transfer elektronów i równanie 59
4.1. Wprowadzenie 59
4.2. Transfer elektronów, teorie i pojęcia 59
4.3. Uzasadnienie zależności ΔG = −νFE 67
4.4. Kinetyka reakcji elektrochemicznych 72
4.5. Wykres Tafela 81
4.6. Podsumowanie 83
4.7. Ćwiczenia 83
Rozdział 5. Dynamiczne metody elektrochemiczne 85
5.1. Wprowadzenie 85
5.2. Procesy elektrochemiczne w metodach dynamicznych 85
5.3. Uwagi ogólne 119
5.4. Podsumowanie 120
5.5. Ćwiczenia 120
Rozdział 6. Baterie, ogniwa paliwowe i elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna 123
6.1. Wprowadzenie 123
6.2. Ogólna problematyka budowy baterii i ogniw paliwowych 124
6.3. Popularne typy baterii 126
6.4. Ogniwa paliwowe 128
6.5. Elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna (EIS) 131
6.6. Podsumowanie 151
6.7. Ćwiczenia 151
Słowniczek terminów 153
Uzupełnienia 155
Źródła drukowane i internetowe 157
Skorowidz 160