ELEKTROKÉMIA ANYAGMÉRNÖK NAPPALI MSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KÉMIAI INTÉZET Miskolc, 2014.
Tartalom jegyzék 1. Tantárgyleírás, tárgyjegyző, óraszám, kreditérték 2. Tantárgytematika (órára lebontva) 3. Beszámoló témák, a beszámoló módja 4. Egyéb követelmények
1. TANTÁRGYLEÍRÁS A tantárgy/kurzus címe: A tantárgy/kurzus kódja: Képzés: ELEKTROKÉMIA MAKKEM 268N Anyagmérnök MSc A kurzus típusa: Óraszám/hét: Kreditek száma Előadás 2 + 0 2 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.
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, 2006. Inzelt György: Az elektrokémia korszerű elmélete és módszerei, Nemzeti Tankönyvkiadó Rt, 1999. 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.
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..
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