УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Стерлитамакский филиал

В.С.БЫКОВСКИЙ

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Учебное пособие

Часть вторая

Уфа 2003

УДК 541.1(075)

ББК 24.5

Б95

Утверждено Редакционно-издательским советом УГНТУ

в качестве учебного пособия

Рецензенты:

Начальник лаборатории НТЦ ЗАО «КАУСТИК»,

доктор химических наук С.С.Шаванов .

Заведующий кафедрой «Технология» СГПИ,

кандидат педагогических наук, доцент И.М.Мунасыпов .

Быковский В.С.

Б95 Физическая химия. Часть вторая:

Учеб. пособие. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. – 95 с.

ISBN 5-7831-0345-4

В пособие включены разделы – «Электрохимия»,

«Химическая кинетика», «Катализ».

Учебное пособие предназначено для студентов специальности

250100 – «Химическая технология органических веществ».

УДК 541.1(075)

ББК 24.5

ISBN 5-7831-0345-4  Уфимский государственный нефтяной

технический университет

 Быковский В.С., 2003

7. Э л е к т р о х и м и я в в е д е н и е

Электрохимия - это наука, изучающая ионные системы (ионика) и процессы и явления, протекающие на границе электролит-металл или полупроводник (электродика).

Предметом ионики является строение растворов и расплавов электролитов, их электропроводность и другие свойства, предметом электродики - строение двойного электрического слоя, возникающего на границе раздела фаз электролит-металл, электрохимическая термодинамика, изучающая равновесия на границе раздела, и электрохимическая кинетика, рассматривающая закономерности, которым подчиняется скорость процессов на границе раздела и механизм протекающих при этом реакций.

К электрохимическим системам относят химические источники тока ХИТ (гальванические элементы) и электролитные ванны, в которых осуществляется электролиз веществ.

И с т о р и ч е с к и й о ч е р к

В 1791 г. итальянский естествоиспытатель Л. Гальвани, изучая физиологические свойства препарированной лягушки, случайно реализовал своеобразную электрохимическую цепь, состоящую из мышцы лягушки и двух различных металлов. В 1799 г. другой итальянский ученый А. Вольта сконструировал первый ХИТ - вольтов столб, который состоял из серебряных и оловянных электродов, разделенных пористыми прокладками, смоченными раствором соли. В 1800 г. при использовании вольтова столба было впервые обнаружено выделение газов при пропускании тока через водные растворы (электролиз). В 1801 г. В. В. Петров опубликовал результаты исследований по разложению воды электрическим током, а в 1807 г. Г. Дэви, пропуская ток через раствор щелочи, открыл натрий, выделившийся на отрицательном электроде. Впоследствии, таким же образом были открыты другие щелочные и щелочноземельные элементы. В 30-годах 19 века М. Фарадей открыл количественные законы, связывающие количество образующихся на электродах продуктов с количеством пропущенного электричества.

В 1838 г. русский академик В. С. Якоби применил электрический ток для практических целей - получения фигурных металлических изделий путем выделения металла на фигурном электроде. Открытие Якоби привело к созданию целой области прикладной электрохимии – гальваностегии, т.е. технологии нанесения металлических покрытий на различные изделия.

В 1853 г. И. Гитторфом было установлено, что ионы раствора движутся в электрическом поле с различными скоростями, определяемыми природой иона. В 1874 г. Ф. Кольрауш установил закон независимости ионных электропроводностей. В 1887 г. С. Аррениусом была сформулирована теория электролитической диссоциации. В 1889 г. В. Нернстом было получено уравнение, связывающее величину ЭДС гальванического элемента с концентрацией раствора. В 1923 г. П. Дебаем и Е. Хюккелем была создана теория разбавленных растворов сильных электролитов.

По мере совершенствования источников электрического тока расширялись сферы применения электролиза. Были разработаны методы электролиза расплавленных NaOH и NaCl , с помощью которых получают натрий и хлор, электролиз расплавленного криолита с оксидом алюминия для получения алюминия. Большое развитие получили работы по созданию и совершенствованию химических источников тока: аккумуляторов и гальванических элементов.