Elektrochemia: wybrane zagadnienia z ćwiczeniami

Paweł Krzyczmonik; Barbara Burnat; Sławomir Domagała; Andrzej Leniart

doi:10.18778/8331-240-8

Elektrochemia: wybrane zagadnienia z ćwiczeniami

Paweł Krzyczmonik

Uniwersytet Łódzki, Zakład Elektroanalizy i Elektrochemii, Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej

https://orcid.org/0000-0002-1743-4310 (unauthenticated)

Barbara Burnat

Uniwersytet Łódzki, Zakład Elektroanalizy i Elektrochemii, Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej

https://orcid.org/0000-0002-3399-3147 (unauthenticated)

Sławomir Domagała

Uniwersytet Łódzki, Zakład Elektroanalizy i Elektrochemii, Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej

https://orcid.org/0000-0002-2406-0361 (unauthenticated)

Andrzej Leniart

Uniwersytet Łódzki, Zakład Elektroanalizy i Elektrochemii, Katedra Chemii Nieorganicznej i Analitycznej

https://orcid.org/0000-0002-8933-911X (unauthenticated)

ISBN

ISBN-13 (15) 978-83-8331-240-8

ISBN (e-book)

ISBN-13 (15) 978-83-8331-241-5

DOI: https://doi.org/10.18778/8331-240-8

Słowa kluczowe: Elektrochemia, woltamperometria, korozja, polimery przewodzące, ogniwa fotowoltaiczne, ogniwa paliwowe

Opublikowane: 22 września 2023

Kategorie: Chemia, Otwarty dostęp

Pliki do pobrania

PDF

Ostatnie ćwierć wieku to bardzo szybki rozwój elektrochemii we wszystkich jej obszarach. Nowoczesne elektrochemiczne źródła energii, nowe materiały, polimery przewodzące, nanomateriały, sensory i biosensory, rozwój technik pomiarowych, miniaturyzacja sprzętu wszystko to prowadzi do coraz szerszego zastosowania technologii związanych z elektrochemią we wszelkich dziedzinach życia i nauki. Wymaga to od nas ciągłego poszerzania wiedzy i zdobywania nowych umiejętności praktycznych. W związku z tym zagadnienia dotyczące elektrochemii i jej zastosowań są poważną częścią programów dydaktycznych współczesnych studiów chemicznych. Chcielibyśmy, aby ten podręcznik był naszym wkładem w doskonalenie procesu nauczania elektrochemii. Ma to być swego rodzaju przewodnik po wybranych zagadnieniach współczesnej elektrochemii. Z jednej strony chcemy przybliżyć teoretyczne podstawy wybranych zagadnień, tak, aby studenci w jednej publikacji dostali podstawowe informacje dotyczące wybranych zagadnień elektrochemicznych i metod pomiarowych. Z drugiej strony skrypt ma stanowić zbiór instrukcji do ćwiczeń eksperymentalnych wykonywanych w ramach Laboratorium z Elektrochemii.

Skrypt składa się z ośmiu rozdziałów, w których opisano teoretyczne podstawy wybranych zagadnień elektrochemicznych. I tak rozdziały 1, 2 i 3 poświęcone zostały opisowi metod woltamperometrycznych: woltamperometrii liniowej, cyklicznej, metodom pulsowym oraz woltamperometrii strippingowej. W rozdziale 4 przedstawiono podstawowe definicje związane z korozją chemiczną i elektrochemiczną. Scharakteryzowane zostały metody badań korozji elektrochemicznej, w tym przyspieszone badania korozyjne, techniki stało- i zmiennoprądowe. Opisano sposób przeprowadzania pomiarów i możliwe sposoby interpretacji uzyskiwanych wyników. Przedstawione zostały również sposoby zapobiegania korozji takie, jak modyfikacja środowiska korozyjnego, ochrona elektrochemiczna, nakładanie powłok i zastosowanie inhibitorów. W rozdziale 5 opisano podstawy elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej. Rozdział 6 został poświęcony procesom elektropolimeryzacji i właściwościom polimerów przewodzących. W rozdziale 7 przedstawione zostały podstawy teoretyczne pracy ogniw fotowoltaicznych, zasady ich konstrukcji oraz charakterystyka prądowo-napięciowa i sprawność ogniw. W rozdziale 8 autorzy opisali budowę i działanie wodorowych ogniw paliwowych. Omówione zostały zasady budowy, pracy, sposoby przeprowadzania elektrochemicznej charakterystyki i właściwości oraz zastosowanie ogniw paliwowych z membraną wymiany protonów, alkalicznych ogniw paliwowych, ogniw paliwowych z kwasem fosforowym, ogniw paliwowych ze stałym elektrolitem tlenkowym oraz ogniw paliwowych ze stopionym węglanem.

We współczesnym świecie, język angielski stał się podstawowym narzędziem komunikacji dla naukowców, dlatego każdy rozdział opisujący zagadnienia teoretyczne (od 1 do 8) został zakończony słowniczkiem angielsko-polskim zawierającym specjalistyczne angielskie określenia i zwroty dotyczące tematyki opisanej w danym rozdziale. Autorzy mają nadzieję, że ułatwi to czytelnikom pracę z podręcznikami i innymi publikacjami w języku angielskim.

Drugą część skryptu stanowi rozdział 9, w którym zebrane zostały szczegółowe instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych tematycznie bezpośrednio związanych z treściami przedstawionymi w rozdziałach 1-8. Zakończenie skryptu to rozdział 10 poświęcony oprogramowaniu pomiarowemu używanemu na Laboratorium z Elektrochemii, oraz spis literatury.

Bala H., Korozja materiałów – teoria i praktyka, Wydawnictwo Wydziału Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002.

Bard A.J., Faulkner L.R., Electrochemical Methods, Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Inc., New York–Chichester–Weinheim–Brisbane–Singapore–Toronto 2001.

Bard A.J., Inzelt G., Scholz F., Electrochemical Dictionary, Springer, Berlin 2008.

Bartlett P.N. (red.), Bioelectrochemietry, fundamentals, experimental techniques and applications, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken 2008.

Baszkiewicz J., Kamiński M., Podstawy korozji materiałów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997.

Bockris J.O’M., Reddy J.K., Modern Electrochemistry, Plenum Rosetta, New York 1973.

Compton R.G., Banks C.E., Understanding Voltammetry, World Scientific, Singapore 2018.

Galus Z., Fundamentals of Electrochemical Analysis, Ellis Horwood, New York–London–Toronto–Sydney–Tokyo–Singapore, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1994.

Galus Z., Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1979.

Inzelt G., Conducting polymers, Springer, Berlin 2008.

Kisza A., Elektrochemia I, „Jonika”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000.

Kisza A., Elektrochemia II, „Elektrodyka”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2001.

Koryta I., Dvorak I., Bohackowa V., Elektrochemia, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1980.

Lund H., Hammerich O., Organic Electrochemistry, CRC Press, Boca Raton 2001.

Scholl H., Błaszczyk T., Krzyczmonik P., Elektrochemia. Zarys teorii i praktyki, Wydawnictwo Uniwersytety Łódzkiego, Łódź 1998.

Szczepaniak W., Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.

Wang J., Analytical Electrochemistry, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken 2006.

Pobrania

Dane do pobrania nie są jeszcze dostępne.

Licencja

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Użycie niekomercyjne – Bez utworów zależnych 4.0 Międzynarodowe.

Jak cytować

Krzyczmonik, Paweł, Barbara Burnat, Sławomir Domagała, i Andrzej Leniart. 2023. Elektrochemia: Wybrane Zagadnienia Z ćwiczeniami. Poland: Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego. https://doi.org/10.18778/8331-240-8.