Sadržaj predmeta

Osnove i primjena elektrokemije

Šifra:

156460

Kratica:

OIPE

Visoko učilište:

Fakultet strojarstva i brodogradnje

ECTS bodovi:

4.0

Opterećenje:

15(V) + 30(P)

Nositelji:

prof. dr. sc. Vesna Alar

Izvođači:

doc. dr. sc. Marin Kurtela (V)

izv. prof. dr. sc. Ivan Stojanović (V)

prof. dr. sc. Vesna Alar (V, P)

Opis predmeta:

Ciljevi predmeta: Stjecanje fundamentalnih znanja o elektrokemijskim pojavama, znanja iz primjene elektrokemijskog računa, elektrokemijskim ispitivanjima i mjernim tehnikama. Upoznavanje sa značajem elektrokemije u rješavanju interdisciplinarnih znanstvenih i inženjerskih korozijskih problema, industrijskoj praksi i novim tehnologijama zaštite metalnih materijala. Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije koje su potrebne za predmet: Položeni Materijali I i II Obaveze studenata: Pohađanje predavanja i laboratorijskih vježbi. Ocjenjivanje i vrednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu: Kolokvij ili ispit. Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje izlaznih znanja, vještina i kompetencija: Analize rezultata kolokvija. Pitanja i odgovori studenata na vježbama. Anketa. Nakon uspješno savladanog kolegija student će moći (ishodi učenja): objasniti mehanizme elektrokemijskih reakcija propisati suvremene metode koje se koriste za ispitivanje kapaciteta gorivnog članka razlikovati gorivne članke objasniti termodinamičke procese el. ćelija Predavanja 1. UVOD U ELEKTROKEMIJU: O kolegiju. Razvoj elektrokemije kao znanstvene discipline. Područje istraživanja elektrokemije i primjena elektrokemije. Osnovni elektrokemijski pojmovi. Vodljivost metalnih elektronskih vodiča. Vodljivost poluvodiča. Primjenljivost Faradayevih zakona. 2. ELEKTROLITIČKA VODLJIVOST I TRANSPORT, AKTIVITET IONA: Ionska vodljivosti. Pokretljivost iona. Prijenosni brojevi. Moderna teorija disocijacije. Aktivitet iona. 3. IONSKA RAVNOTEŽA U VODENIM OTOPINAMA ELEKTROLITA: Ravnoteža kiselinalužina, Disocijacija vode, Hidroliza soli. pH i koncentracija vodikovih iona. Indikatori kiselina i lužina. 4. REVERZIBILNI ELEKTROKEMIJSKI POTENCIJALI: Elektrokemijski potencijal i elektrokemijska ravnoteža. Unutrašnji, vanjski i površinski potencijal. Mjerenje relativnog elektrodnog potencijala. Nernstova relacija. Definicija standardnog elektrodnog potencijala i referentne elektrode.Termodinamika elektrodnih potencijala 5. STANDARDNE ELEKTRODE I ČLANCI: Reverzibilna vodikova elektroda. Standardna elektroda srebrosrebreni klorid. Kalomelova elektroda. Staklena elektroda. Elektroda bakarbakrov sulfat 6. ELEKTRIČNI DVOSLOJ I ELEKTROKINETIČKE POJAVE: Struktura električnog dvosloja. Mjerenje kapaciteta dvosloja. Elektrokinetičke pojave. Potencijal strujanja 7. Prva provjera znanja. 8. ELEKTROKEMIJSKA KINETIKA: Prijelaz elektrona na granici faza elektroda/elektrolit. ButlerVolmerova jednadžba. Polarizacijski otpor. Tafelova jednadžba. Reverzibilnost i ireverzibilnost. 9. KOROZIJA METALA: TEORETSKI ASPEKTI: Pojava korozije. Osnove elektrokemijske korozije. Diferencijalna aeracija. Intenzitet korozije. Uvjeti lokalne korozije. Dijagrami potencijal pH 10. KOROZIJA METALA: PRAKTIČNI ASPEKTI: Primjeri korozijskih oštećenja. Zaštita inhibitorima. Zaštita premazima. Katodna zaštita i korozija podzemnih konstrukcija. 11. PASIVNOST METALA. Teorije pasivnosti.Mehanička pasivnost. Kemijska pasivnost. Elektrokemijska pasivnost. Rast oksidnih i ostalih pasivirajućih slojeva na metalu 12. STVARANJE NOVE FAZE: Elektrodepozicija metala. Elektroplatiranje, Elektrodepozicija polimernih slojeva. Nukleacija i rast slojeva. Fosfatiranje, bruniranje i anodizacija 13. ELEKTROKEMIJSKE METODE: Potenciostatska metoda. Galvanostatska metoda. Elektrokemijska impedancijska spektroskopija 14. ELEKTROKEMIJSKI PROCESI KAO IZVORI ENERGIJE: Podjela galvanskih članaka. Članci s vodikom i kisikom. Članci s gorivom. Redoksčlanak s gorivom. Alkalni članak 15. Druga provjera znanja Vježbe 1. Elektrokemijski račun 2. Upoznavanje s mjernom tehnikom u laboratoriju. 3. Ponašanje metalnih materijala u različitim elektrolitima. 4. Određivanje elektrokemijskog potencijala Fe i njegovih legura. 5. Određivanje elektrokemijskog potencijala Al i njegovih legura. 6. Određivanje elektrokemijskog potencijala obojenih metala 7. Određivanje korozijske struje i brzine korozije čelika 8. Određivanje korozijske struje i brzine korozije aluminija. 9. Ciklička polarizacija. 10. Određivanje stupnja zaštite inhibitorima. 11. Anodizacija titana i aluminija. 12. Katodna zaštita 13. Ispitivanje prevlaka 14. Elektropoliranje nehrđajućih čelika 15.

Jezici izvođenja nastave:

Hrvatski

Obavezna literatura:

1. E.C. Potter, Elektrokemija, Školska knjiga, Zagreb, 1990

2. A.J. Bard, Electrochemical methods,, John Wiley&Sons, 1980

Predmet u nastavnom programu:

Šifra studija	Naziv studija	Razina studija	Semestar izvođenja	Obavezni/Izborni
16	Inženjersko modeliranje i računalne simulacije	prijediplomski	6	izborni
20	Brodostrojarski	prijediplomski	6	izborni
21	Industrijsko inženjerstvo i menadžment	prijediplomski	6	izborni
22	Inženjerstvo materijala	prijediplomski	6	izborni
23	Mehatronika i robotika	prijediplomski	6	izborni
151	Dizajn medicinskih konstrukcija	prijediplomski	6	izborni
153	Konstruiranje i razvoj proizvoda	prijediplomski	6	izborni
154	Mehanizmi i roboti	prijediplomski	6	izborni
155	Motori i vozila	prijediplomski	6	izborni
172	Procesna tehnika	prijediplomski	6	izborni
173	Termotehnika	prijediplomski	6	izborni
181	Automatika u proizvodnji	prijediplomski	6	izborni
182	Osiguranje kvalitete	prijediplomski	6	izborni
183	Obradni sustavi	prijediplomski	6	izborni
184	Preradba i montaža	prijediplomski	6	izborni
185	Zavarene konstrukcije	prijediplomski	6	izborni
1137	Računalno inženjerstvo	prijediplomski	6	izborni

* predmet se ne predaje u tom semestru

Legenda

P - Predavanja

V - Vježbe