Elektrokémia kommunikációs dosszié ELEKTROKÉMIA. ANYAGMÉRNÖK NAPPALI MSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Átírás

1 ELEKTROKÉMIA ANYAGMÉRNÖK NAPPALI MSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KÉMIAI INTÉZET Miskolc, 2014.

2 Tartalom jegyzék 1. Tantárgyleírás, tárgyjegyző, óraszám, kreditérték 2. Tantárgytematika (órára lebontva) 3. Beszámoló témák, a beszámoló módja 4. Egyéb követelmények

3 1. TANTÁRGYLEÍRÁS A tantárgy/kurzus címe: A tantárgy/kurzus kódja: Képzés: ELEKTROKÉMIA MAKKEM 268N Anyagmérnök MSc A kurzus típusa: Óraszám/hét: Kreditek száma Előadás Tárgyjegyző és előadó tanár: Dr. Bánhidi Olivér egyetemi docens Intézet/tanszék: Műszaki Anyagtudományi Kar Kémiai Intézet A kurzus státusza a tanulmányi programon belül: Választható tárgy a nappali Anyagmérnök MSc képzésben. A kurzus célja: Az elektrokémiai jelenségek mélyebb megismerése, az elektrokémia modern alkalmazásainak áttekintése. A kurzus leírása: Az elektrokémia tárgya. Kémiai és elekrtrokémiai rendszerek közötti különbség. Az elektromos vezetés típusai, oldatok, olvadékok vezetése, a fajlagos elektromos vezetőképesség fogalma, változása az oldatkoncentráció függvényében. Erős, gyenge elektrolitok. A vezetőképesség és az összes sótartalom kapcsolata. A moláris vezetőképesség fogalma, koncentráció-függése. Ionmozgékonyság, ionerősség, az aktivitás fogalma, közepes aktivitási koeffíciens. Disszociációs egyensúlyok, a hidrolízis, a pufferoldatok fogalma, szerepe. Az elektromos vezetőképesség analitikai alkalmazása. A potenciál fogalma, fázisok belső, felületi potenciálja. Az elektromos kettősréteg felépítésével kapcsolatos modellek. Az elektród fogalma, elektródpotenciál. Az elektródok fajtái, - fémelektródok, gázelektródok, másodfajú elektródok, membránelektródok, redoxielektródok, stb. A redoxpotenciál fogalma, reverzibilis és irreverzibilis redoxirendszerek. Az elektródfolyamatok kapcsolata a közeg ph-jával. A víz elektrokémiai stabilitási tartománya. Nemvizes elektrolitok autoprotolízise. A ph értelmezése nem-vizes rendszerekben, savas és bázikus kémhatás nem-vizes rendszerekben. Potenciál ph egyensúlyok, Pourbaix diagramok. A polarizáció fogalma. Diffúziós polarizáció. Átlépési polarizáció, kémiai polarizáció, katalitikus hatások. A csereáramsűrűség meghatározása. Az elektrokémia korrózió fogalma, sajátosságai. Galvánelemek és akkumulátorok. Az akkumulátorok jellemzői.a nikkel-mteálhidrid típusú akkumulátor, a lítium-ion akkumulátor. A tüzelőanyagcellák fogalma, sajátosságai, a legismertebb tüzelőanyagcellák felépítése. Az elektrolízis törvényszerűségei, ipari alkalmazása. Az elektrokémiai felületkezelés (katódos fémleválasztás, anódos oxidáció, elekrtrokémiai zsírtalanítás) alapjai. A kreditpontok megszerzésének követelményei: Az óralátogatási kötelezettség 66 %, a félév legalább megfelelt minősítés elérése a beszámoló során.

4 Oktatási módszer: Előadás hagyományos módszerrel (tábla), illetve számítógépes projektor segítségével. Előfeltételek: kollokvium fizikai kémia c. tárgyból, alapfokú mérnöki matematikai ismeretek megléte. Ajánlott irodalom: Erdey Grúz. T. - Schay G. : Elméleti fizikai kémia III. Akadémiai kiadó. Bagotsky, V. S.: Fundamentals of electrochemisty, John Wiley & Sons, Hobokan New Jersey, USA, Inzelt György: Az elektrokémia korszerű elmélete és módszerei, Nemzeti Tankönyvkiadó Rt, Beszámolási módszer: A beszámoló szóbeli az előzőleg kiadott témajegyzék alapján, tételsorral, osztályozás kiválóan megfelelt (5), megfelelt (3) és nem felelt meg (1) minősítéssel. Kell-e jelentkezni a kurzusra: Igen, a félév kezdeti előtti regisztrációs héten, a NEPTUN rendszeren.

5 2. TANTÁRGYTEMATIKA Tantárgytematika (ütemterv) Adatelemzés, Anyagmérnök, nappali MSc képzés választható tárgy, 2 e + 0 gy. hét dátum előadás 1. Az elektrokémiai rendszerek fogalma, a kémiai és elktrokémiai rendszerek közötti különbség. A vezetés típusai, elsőfajú, másodfajú vezetők, az ionvezetés sajátosságai. 2. A fajlagos elektromos vezetőképesség fogalma, koncentrációfüggése, a moláris vezetőképesség fogalma, erős és gyenge elektrolitok. 3. Az ionmozgékonyság, az aktivitás fogalma, a közepes aktivitási koeffíciens és meghatározása. 4. Az elektrolitikus disszociáció. A hidrolízis, pufferoldatok. 5. A kémhatás és jellemző paramétere a ph. Nemvizes elektrolit-oldatok kémhatása. 6. A fázisok belső és felületi potenciálja. Az elektromos kettősréteg szerepe és felépítése. 7. Az elektródok fogalma, fajtái, sajéátosságaik, elektródpotenciál. 8. A redoxielektród, a redoxpotenciál. Reverzibilis és irreverzibilis redoxrendszerek. 9. Az elektródpotenciál és a kémhatás kapcsolata. Pourbaix diagramok. 10. A polarizáció fogalma, polarizációs potenciál, túlfeszültség. A csereáramsűrűség fogalma meghatározásának lehetőségei. 11. A diffúziós, átlépési, kémiai, stb. pőolarizáció sajátosságai, jellemző polarizációs diagramjai. 12. Az elektrokémiai korrózió fogalma, fajtái, sajátosságai. 13. Galvánelemek és akkumulátorok, tüzelőanyagcellák. 14. Az elektrolízis ipari megvalósítása és alkalmazása a felületkezelő iparban. A tantárgy lezárásának módja: beszámoló..

6 3. Beszámoló témák: Az elektrolit fogalma, az ionvezetés sajátosságai (fajlagos elektromos vezetőképesség, moláris vezetőképesség). Az elektrokémiai védelem alapjai, belső-anódos és külső áramforrás alkalmazásával kialakított védelem. Kóbor-áram általokozott korrózió. Ionmozgékonyság, aktivitás, közepes aktivitási koeffíciens.. Elektrolitos disszociáció. Erős és gyenge elektrolitok disszociációja, Autoprotolízis. Nem-vizes oldószerek autoprotolízise. A kémhatás jellemzése. Erős, gyenge elktrolitok kémhatása. Hidrolízis, pufferoldatok. A kémhatás értelmezése nemvizes közegben. A potenciál fogalma, fázisok belső és felületi potenciálja. Az elektrokémiai kettősréteg szerepe és felépítése.. Az elektródok és fajtáik, sajátosságaik. Elektródpotenciál, redoxi-elektródok, redoxpotenciál, irreverzibilis és reverzibilis redoxrendszerek Az elektród-, illetve redox-potenciál és a ph kapcsolata, Pourbaix diagramok. A vas, cink és alumínium egyszerűsített Pourbaix diagramjának értelmezése. A Polarizáció, polarizációs potenciál, túlfeszültség fogalma. A csereáramsűrűség fogalma, meghatározásának lehetőségei. A diffúziós, átlépési és kémiai polarizáció összefüggései.. Galvánelemek és akkumulátorok. Tüzelőanyagcellák. Az elektrolízis alkalmazása a fémelőállításban és a felületkezelő iparban. 5. Egyéb követelmények Dr. Bánhidi Olivér Dr. Lakatos János egyetemi docens, előadó egyetemi docens, intézet igazgató