Основная образовательная программа (стр. 5 )

В учебном процессе используются следующие образовательные технологии: по организационным формам: лекции, практические занятия, индивидуальные занятия, контрольные работы; по преобладающим методам и приемам обучения: объяснительно-иллюстративные (объяснение, показ - демонстрация учебного материала и др.) и проблемные, поисковые (анализ конкретных ситуаций («case study»), решение учебных задач и др.); активные (анализ учебной и научной литературы, составление схем и др.) и интерактивные, в том числе и групповые (деловые игры, взаимное обучение в форме подготовки и обсуждения докладов и др.); информационные, компьютерные, мультимедийные (работа с источниками сайтов академических структур, научно-исследовательских организаций, электронных библиотек и др., разработка презентаций сообщений и докладов, работа с электронными обучающими программами и т. п.).

6. Требования к результатам освоения дисциплины.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих общекультурных и профессиональных компетенций:

- Владение современными компьютерными технологиями, применяемыми при обработке результатов научных экспериментов и сборе, обработке, хранении и передаче информации при проведении самостоятельных научных исследований (ОК-5);

- Понимание принципов работы и умение работать на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований (ОК-6).

В процессе изучения дисциплины «Электрохимическая энергетика» происходит формирование следующих профессиональных компетенций:

- Наличие представлений о наиболее актуальных направлениях исследований в современной теоретической и экспериментальной химии (Синтез и применение в наноструктурных технологиях, исследований в экстремальных условиях, химии жизненных процессов, химии и экологии и другие) (ПК-1);

- Знание основных этапов и закономерностей развития химической науки, понимание объективной необходимости возникновения новых направлений, наличие представления о системе фундаментальных химических понятий и методологических аспектов химии, форм и методов научного познания, их роли в общеобразовательной профессиональной подготовке химиков (ПК-2);

- Владение теорией и навыками практической работы в избранной области химии (в соответствии с темой магистерских диссертаций) (ПК-3);

В результате изучения дисциплины «Электрохимическая энергетика» магистр химии должен:

иметь представление об основных понятиях электрохимической;

иметь представление о наиболее актуальных проблемах современной теоретической и экспериментальной химии;

знать принципы построения и методологию химических исследований;

иметь представление о важнейших открытиях отечественных и зарубежных ученых в области энергетики электрохимических систем;

практически овладеть рядом методов исследования энергетики электрохимических систем.

7. Общая трудоемкость дисциплины.

3 зачетных единицы (108 академических часа).

8. Формы контроля.

Промежуточная аттестация - экзамен/зачет (2 семестр).

9. Составитель.

3.КИНЕТИКА ЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы (ООП).

Дисциплина «Кинетика электродных процессов» входит в профессиональный цикл программы подготовки магистров по магистерской программе «Электрохимия».

2. Место дисциплины в модульной структуре ООП.

Дисциплина «Кинетика электродных процессов» является самостоятельным модулем.

3. Цель изучения дисциплины.

Целью настоящего курса является освоение теоретических основ учения о кинетике и механизм электродных процессов, связав их с представлениями о поверхностных явлениях и строении двойного электрического слоя.

4. Структура дисциплины.

Введение. Предмет электрохимической кинетики. История возникновения электрохимической кинетики как самостоятельного раздела современной науки. Связь прикладной электрохимии с кинетикой электродных процессов.

Раздел I. Диффузионная кинетика. Общая характеристика электрохимических процессов. Понятие о лимитирующей стадии. Представление о диффузии, миграции, конвекции. Концентрационная поляризация. Три основных уравнения диффузионной кинетики. Общий подход к решению задач диффузионной кинетики. Стационарная диффузия при разряде ионов на одноименном металле и на соответствующей амальгаме. Миграция в условиях стационарной диффузии. Падение потенциала в диффузионном слое. Экзальтация миграционного тока. Теория конвективной диффузии. Метод вращающегося дискового электрода. Вращающийся дисковый электрод с кольцом. Нестационарная диффузия в потенциостатических условиях к плоскому и сферическому электродам в отсутствии конвекции и при конвекции в растворе электролита. Нестационарная диффузия в гальваностатических условиях к плоскому электроду в отсутствии конвекции и при конвекции в растворе электролита. Практическое использование диффузионной кинетики в хемотронике и в химических источниках тока.

Раздел II. Электрохимическая кинетика. Стадия разряда-ионизации и понятие перенапряжения. Вывод основного уравнения замедленного разряда. Понятие тока обмена. Поляризационная кривая стадии разряда-ионизации при больших и малых токах. Уравнение Тафеля. Обычный, безбарьерный и безактивационный разряд. Зависимость скорости электрохимической реакции от температуры. Истинная и реальная энергия активации электрохимического процесса. Влияние двойного электрического слоя на скорость стадии разряда-ионизации. Зависимость скорости электровосстановления катионов Н3О + и анионов S2O82- от потенциала электрода и состава раствора. Исправленные тафелевские зависимости. Зависимость скорости электровосстановления катионов Н3О + и анионов S2O82- от природы электрода. Роль работы выхода электрона в кинетике электродных процессов. Совместный учет электрохимической и концентрационной поляризации. Уравнение необратимой полярографической волны. Принципы релаксационных методов изучения кинетики быстрых электрохимических реакций.

Раздел III. Кинетика сложных электрохимических реакций. Электрохимические процессы, скорость которых определяется медленной химической реакций. Поляризационная характеристика в условиях медленной гетерогенной химической реакции. Рекомбинационная теория водородного перенапряжения. Поляризационная характеристика для электрохимической системы с медленной химической гомогенной реакцией (модель реакционного слоя и общий подход к решению задачи). Предельные плотности тока реакции. Критерии различия предельной плотности тока диффузии и предельных плотностей тока гомогенной и гетерогенной реакций. Зависимость плотности тока реакции от времени при заданном перенапряжении реакции (потенциостатические условия). Поляризация при образовании новой фазы. Основы теории перенапряжения кристаллизации. Теория роста кристалла Косселя-Стренского. Кристаллизация без образования зародышей: замедленная поверхностная диффузия; замедленный выход из мест роста; непосредственное вхождение в ступень роста и полукристаллические положения или выход из них; процессы кристаллизации при винтовых дислокациях. Кристаллизация с образованием зародышей: скорость образования зародышей; разрастание поверхностных зародышей; соотношение ток - напряжение образования поверхностных зародышей. Общее перенапряжение. Концентрационное перенапряжение как результат наложения перенапряжений диффузии и реакции. Разделение общего перенапряжения на перенапряжение перехода, диффузии, реакции и кристаллизации. Общее перенапряжение при гальваностатическом замыкании цепи. Общее перенапряжение при потенциостатическом замыкании цепи. Омическая поляризация. Определение понятия омическая поляризация как следствие сопротивления диффузионного слоя, зависящего от тока. Омическая поляризация при наличии слоя осадка. Сопротивление электролита. Электрохимические реакции с последовательным переносом нескольких электронов. Понятие стехиометрического числа. Методы изучения многостадийных электродных процессов. Параллельные электрохимические процессы и сопряженные реакции. Электрохимическая теория коррозии. Локальные элементы. Анодное растворение металлов. Пассивность металлов. Коррозия пассивирующихся металлов. Электрохимические реакции с участием органических веществ. Ингибирующее и каталитическое действие адсорбированных молекул. Характерные особенности электровосстановления органических веществ.

5. Основные образовательные технологии.

В учебном процессе используются следующие образовательные технологии: по организационным формам: лекции, практические занятия, индивидуальные занятия, контрольные работы; по преобладающим методам и приемам обучения: объяснительно-иллюстративные (объяснение, показ - демонстрация учебного материала и др.) и проблемные, поисковые (анализ конкретных ситуаций («case study»), решение учебных задач и др.); активные (анализ учебной и научной литературы, составление схем и др.) и интерактивные, в том числе и групповые (деловые игры, взаимное обучение в форме подготовки и обсуждения докладов и др.); информационные, компьютерные, мультимедийные (работа с источниками сайтов академических структур, научно-исследовательских организаций, электронных библиотек и др., разработка презентаций сообщений и докладов, работа с электронными обучающими программами и т. п.).

6. Требования к результатам освоения дисциплины.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих общекультурных и профессиональных компетенций:

-Владение современными компьютерными технологиями, применяемыми при обработке результатов научных экспериментов и сборе, обработке, хранении и передаче информации при проведении самостоятельных научных исследований (ОК-5);

- Понимание принципов работы и умение работать на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований (ОК-6).

В процессе изучения дисциплины «Кинетика электродных процессов» происходит формирование следующих профессиональных компетенций:

- Наличие представлений о наиболее актуальных направлениях исследований в современной теоретической и экспериментальной химии (Синтез и применение в наноструктурных технологиях, исследований в экстремальных условиях, химии жизненных процессов, химии и экологии и другие) (ПК-1);

- Знание основных этапов и закономерностей развития химической науки, понимание объективной необходимости возникновения новых направлений, наличие представления о системе фундаментальных химических понятий и методологических аспектов химии, форм и методов научного познания, их роли в общеобразовательной профессиональной подготовке химиков (ПК-2);

- Владение теорией и навыками практической работы в избранной области химии (в соответствии с темой магистерских диссертаций) (ПК-3);

В процессе изучения дисциплины «Кинетика электродных процессов» студенты должны:

получить представление о диффузионной кинетике, кинетике электрохимической стадии, кинетике сложных электрохимических реакций;

усвоить основные понятия и содержание основных разделов дисциплины;

уметь на практике определять кинетические параметры и устанавливать механизмы электродных процессов;

практически овладеть рядом методов исследования электрохимических реакций.

7. Общая трудоемкость дисциплины.

4 зачетных единицы (144 академических часа).

8. Формы контроля.

Промежуточная аттестация - экзамен/зачет (3 семестр).

9. Составитель: Кушхов Хасби Билялович

4.ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЯ

1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы (ООП).

Дисциплина включена в вариативную часть профессионального (специального) цикла ООП.

К исходным требованиям, необходимым для изучения дисциплины «Высокотемпературная электрохимия» относятся знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе изучения дисциплин: «Физическая химия», «Теория электролитов», «Электрохимическая термодинамика».

Дисциплина «Высокотемпературная электрохимия» является основой для изучения дисциплин «Кинетика электродных процессов», «Методы исследования электрохимических реакций», «Электрохимия полупроводников», «Принципы конструирования и работы электрохимического оборудования» и др.

2. Место дисциплины в модульной структуре ООП.

Дисциплина «Высокотемпературная электрохимия» является самостоятельным модулем.

3. Цель изучения дисциплины

Целью освоения дисциплины «Высокотемпературная электрохимия» является приобретение магистрантами не только теоретических знаний, но и привитие им навыков пользования этими знаниями при решении практических задач, прогнозировании свойств ионных расплавов на основе их строения и получения новых материалов с заранее заданными свойствами.

4. Структура дисциплины

Учебная дисциплина «Высокотемпературная электрохимия» состоит из введения и пяти разделов.

Введение. Предмет высокотемпературной электрохимии. История возникновения высокотемпературной электрохимии как самостоятельного раздела электрохимии. Значение высокотемпературной электрохимии для современных технологических процессов. Состояние исследований в области высокотемпературной электрохимии ионных расплавов.

Раздел 1. Физико-химические свойства и строение ионных расплавов. Общая характеристика структуры ионных расплавов. Квазирешеточная модель. Дырочная модель. Кристаллическая модель. Модель полиэдрических дырок. Модель свободного объема. Модель различных структур. Автокомплексная модель. Комплексообразование в расплавленных солях. Плотность и мольный объем. Вязкость. Поверхностное натяжение. Давление насыщенного пара расплавленных солей.

Электропроводность ионных расплавов и методы её измерения. Температурная зависимость электропроводности и её связь с вязкостью. Электропроводность индивидуальных расплавленных солей. Электропроводность смесей расплавленных солей. Числа переноса и методы их определения. Электроперенос в расплавленных индивидуальных солях и их смесях. Зависимость электропроводности расплавов галогенидов щелочных металлов от напряженности электрического поля.

Раздел 2. Электрохимическая термодинамика расплавленных солевых систем. Электродные потенциалы в ионных расплавах. Общая характеристика электрохимических систем и электродных потенциалов в ионных расплавах. Классификация электродов применяемых в ионных расплавах. Металлические электроды первого рода. Неметаллические электроды обратимые по отношению к катиону. Водородный электрод. Галоидные электрода первого рода. Кислородный электрод. Специальные газовые электроды. Халькогенидные электроды первого рода. Окислительно-восстановительные электроды. Галоидные электроды второго рода. Кислородные электроды второго рода. Карбидные и нитридные электроды, мембранные электроды, алмазный электрод.

Электроды сравнения в ионных расплавах. Хлорный электрод. Свинцовый электрод. Серебряный электрод. Платиновый электрод. Натриевый электрод. Кислородный электрод сравнения. Электроды сравнения для фторидных расплавов.

Сравнительная оценка величин электродных потенциалов в расплавленных галогенидных системах. Влияние различных факторов на величины электродных потенциалов в расплавленных хлоридах: влияние температуры; периодическая зависимость электродных потенциалов в расплавленных галогенидах; влияние комплексообразования; природы катиона и аниона.

Электродные потенциалы в кислородных солях. Электродные потенциалы аниона. Электрохимические ряды в ионных расплавах.

Гальванические элементы с ионными расплавами. Общая характеристика гальванических элементов с ионными расплавами. Концентрационные гальванические элементы. Химические гальванические цепи. Гальванические цепи Даниеля-Якоби. Специальные виды высокотемпературных гальванических элементов. Термогальванические элементы.

Диффузионные потенциалы в солевых расплавах. Проблема диффузионных потенциалов в ионных расплавах. Стационарные диффузионные потенциалы на пористых диафрагмах с постоянным градиентом электрического поля, разделяющих солевые расплавы разных составов. Стационарные диффузионные потенциалы на пористых диафрагмах с переменными градиентами электрического поля.

Измерение ЭДС высокотемпературных ячеек с расплавленными солевыми электролитами. Температурная и концентрационная зависимость ЭДС гальванических элементов с расплавленными хлоридными электролитами. Метод ЭДС для изучения термодинамики высокотемпературных реакций. Высокотемпературные реакции с твердыми электролитами.

Раздел 3. Кинетика электродных процессов в ионных расплавах. Двойной электрический слой в ионных расплавах. Электрокапиллярный эффект в расплавленных солях. Емкость двойного электрического слоя. Теория Есина-Сотникова. Теория Догонадзе-Чизманджева. Нулевые точки металлов.

Особенности электрохимической кинетики в ионных расплавах: активационная поляризация; деполяризация при сплавообразовании; растворение металлов в расплавленных солях; анодный эффект; омическая поляризация. Развитие электрохимической кинетики в ионных расплавах и их сравнительная оценка.

Кинетика доставки вещества к электроду. Индивидуальные расплавы, разбавленные расплавы. Стационарные процессы. Толщина диффузионного слоя. Коэффициенты диффузии ионов в расплаве. Нестационарные процессы. Электроосаждение металлов, равновесных с ионами нескольких степеней окисления: стационарные процессы; нестационарные процессы. Хронопотенциометрия расплавов, содержащих ионы только высшей степени окисления. Хронопотенциометрия расплавов, содержащих смесь ионов высшей и низшей степени окисления. Токи обмена в расплавленных солях.

Кинетика электроосаждения из комплексных расплавов: диффузионная кинетика; реакционная кинетика; замедленная диссоциация комплексов.

Влияние кислотно-основных (катион-анионных) взаимодействий на электрохимическую кинетику в ионных расплавах. Катионный катализ электровосстановления жёстких оксианионов. Многоэлектронные электрохимические процессы в ионных расплавах. Вторичное восстановление ионов осажденного металла на катоде. Особенность влияния поверхностно-активных веществ на электродные процессы.

Раздел 4. Электрокристаллизация металлов из ионных расплавов. Фазовое перенапряжение при электроосаждении металлов из расплавленных солей. Зависимость фазового перенапряжения от плотности тока. Время достижения максимального перенапряжения. Концентрация ад-атомов. Теория числа кристаллов: электролиз индивидуальных раславов; электролиз разбавленных растворов соли осаждаемого металла в расплаве - растворителе. Образование зародышей кристаллов в потенциостатическом режиме.

Распределение осаждаемого вещества на катоде. Макрораспределение потока осаждаемого вещества.

Микрораспределение потока осаждаемого вещества. Устойчивость плоского фронта осадка. Термодинамический критерий устойчивости. Полевой критерий устойчивости. Кинетика изменения формы поверхности.

Структура катодных осадков. Монокристаллы. Дендритные осадки. Порошковые осадки. Сплошные осадки. Стадии развития осадков. Получение осадков. Влияние условий электролиза на структуру осадков: состав расплава; концентрация разряжающихся ионов; катодная плотность тока; материал и структура подложки; температура; пассивирование; анодная плотность тока; валентное состояние ионов осаждаемого металла в расплаве. Природа металлических пленок на поверхности расплава. Основные закономерности осаждения сплавов. Электроосаждение. Диффузионное насыщение.

Раздел 5. Электролиз ионных расплавов. Особенности электролиза ионных расплавов. Напряжение разложения. Зависимость выхода по току от различных факторов. Электролитическое получение легких металлов. Электролитическое получение тяжелых металлов, не выделяющихся из водных растворов. Получение из ионных расплавов металлов, выделяющихся электролитически из водных растворов. Получение из ионных расплавов металлических сплавов. Получение неметаллов. Высокотемпературный электрохимический синтез тугоплавких соединений. Электрохимическая переработка халькогенидов. Электросинтез сложных оксидов, бронз.

Общая характеристика высокотемпературной гальваностегии. Гальванические покрытия цветными тяжелыми легкоплавкими металлами. Алюминирование. Лужение. Покрытие тугоплавкими металлами. Неметаллические покрытия. Диффузионные покрытия. Гальванические покрытия тугоплавкими соединениями. Гальванические покрытия диэлектрических материалов. Методы электрохимической обработки поверхностей металлов. Электрохимическая очистка стального литья в ионных расплавах. Технология рекуперации отработанного алмазного инструмента анодным растворением в щелочном расплаве.

5. Основные образовательные технологии. В процессе изучения дисциплины используются как традиционные, так и инновационные технологии, активные и интерактивные методы и формы обучения. Так в учебном процессе используются следующие образовательные технологии: по организационным формам: лекции, практические занятия, индивидуальные занятия, контрольные работы; по преобладающим методам и приемам обучения: объяснительно-иллюстративные (объяснение, показ - демонстрация учебного материала и др.) и проблемные, поисковые (анализ конкретных ситуаций («casestudy»), решение учебных задач и др.); активные (анализ учебной и научной литературы, составление схем и др.) и интерактивные, в том числе и групповые (деловые игры, взаимное обучение в форме подготовки и обсуждения докладов и др.); информационные, компьютерные, мультимедийные (работа с источниками сайтов академических структур, научно-исследовательских организаций, электронных библиотек и др., разработка презентаций сообщений и докладов, работа с электронными обучающими программами и т. п.).

6. Требования к результатам освоения дисциплины.

Изучение дисциплины позволит овладеть следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:

- умением работать с компьютером на уровне пользователя и способностью применять навыки работы с компьютерами как в социальной сфере, так и в области познавательной и профессиональной деятельности (ОК-8);

- способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-9);

- владением основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, наличием навыков работы с компьютером, как средством управления информацией (ОК-10);

- способностью ориентироваться в создающихся условиях производственной деятельности и к адаптации в новых условиях (ОК-12);

- способностью определять и анализировать проблемы, планировать стратегию их решения (ОК-14).

- способностью самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для приобретения новых знаний и умений, в том числе в новых областях, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-15);

- пониманием роли естественных наук (химии в том числе) в выработке научного мировоззрения (ПК-2);

- способностью использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук (ПК-3);

- использованием основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применением методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-4);

- использованием основных законов естественнонаучных дисциплин и ориентироваться в создающихся условиях производственной деятельности и к адаптации в новых условиях (ПК-6).

- пониманием необходимости и способностью приобретать новые знания с использованием современных научных методов и владением ими на уровне, необходимом для решения задач, имеющих естественнонаучное содержание и возникающих при выполнении профессиональных функций (ПК-7);

- пониманием принципов работы и умением работать на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований (ПК-9);

- умением применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных (ПК-12);

- владением навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций (ПК-13);

- владением методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов (ПК-15);

- пониманием необходимости безопасного обращения с химическими материалами с учетом их физических и химических свойств, способностью проводить оценку возможных рисков (ПК-16).

В результате изучения дисциплины обучающийся должен:

знать физико-химические свойства и строение ионных расплавов; основные модельные представления о строении расплавов; общую характеристику электрохимических систем и электродных потенциалов в ионных расплавах, классификацию электродов; современное состояние и уровень развития высокотемпературной электрохимии; о многообразии практического применения ионных расплавов;

уметь применять теоретические знания для объяснения причин возникновения электрохимических проблем и поиска путей их решения; использовать информационный материал для проведения исследований по НИР; использовать полученные знания для решения конкретных задач: определять удельную и эквивалентную электропроводности ионных расплавов; измерять ЭДС гальванических элементов с расплавленными электролитами;

· владеть (быть в состоянии продемонстрировать) знанием базовых определений и понятий электрохимии ионных расплавов, пониманием основных закономерностей протекания химических реакций в ионных расплавах, умением анализировать состояние и уровень развития высокотемпературной электрохимии, навыками использования методологических принципов электрохимического эксперимента.

7. Общая трудоемкость дисциплины.

5 зачетных единиц (180 академических часов);

8. Форма контроля: экзамен (2 семестр).

9. Составитель:

Виндижева Мадзера Кадировна, кандидат химических наук, доцент кафедры неорганической и физической химии.

5.ТЕОРИЯ ДВОЙНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЛОЯ

1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы (ООП).

Дисциплина «Теория двойного электрического слоя» входит в профессиональный цикл программы подготовки магистров по магистерской программе «Электрохимия».

2. Место дисциплины в модульной структуре ООП.

Дисциплина «Теория двойного электрического слоя» является самостоятельным модулем.

3. Цель изучения дисциплины.

Целью настоящего курса является освоение теоретических основ и количественного описания электрохимических равновесий на границе электрод-раствор, равновесия в электрохимической цепи, классификации электродов и электрохимических цепей, мембранное равновесие и мембранный потенциал.

4. Структура дисциплины.

Раздел 1. Явление адсорбции на границе раздела фаз; понятие поверхностного избытка и поверхностной концентрации. Различные случаи образования двойного слоя. Потенциал нулевого заряда. Электрокапиллярные явления. Вывод и проверка основного уравнения электрокапиллярности. Электрокапиллярные кривые ртутного электрода. Методы исследования электрокапиллярных свойств твердых электродов.

Различие между пограничным натяжением и обратимой поверхностной работой. Импеданс двойного слоя. Метод комплексных амплитуд при решении задач об электродном импедансе. Форма кривых интегральной и дифференциальной емкости в различных растворах.

Раздел 2. Методы изучения двойного слоя и явлений адсорбции на платиновых металлах: адсорбционный метод, метод кривых заряжения, потенциодинамический метод, метод изоэлектрических сдвигов потенциала, потенциометрическое титрование в изоэлектрических условиях. Термодинамическая теория поверхностных явлений на электродах, адсорбирующих атомарный водород. Закономерности адсорбции водорода и кислорода на платиновом электроде.

Методы изучения поверхностного слоя на границе раствор – воздух. Сопоставление данных по адсорбции ионов и органических молекул на границе раздела раствор / ртуть и раствор / воздух.

Природа ЭДС и электродного потенциала. Теория возникновения электродного потенциала. Проблема Вольта и проблема абсолютного скачка потенциала. Осмотическая теория Нернста. Сольватационная теория электродного потенциала. Теория Писаржевского-Изгарышева. Дальнейшее развитие сольватационной теории. О роли сольватированных электронов в формировании ЭДС. Концепция электронного равновесия на границе металл - раствор.

Раздел 3. Модельные теории двойного электрического слоя. Выводы основных уравнений в теориях Гельмгольца и Гуи-Чапмена; недостатки этих теорий, основные положения теории Штерна и их экспериментальная проверка. Представление Грема о двойном слое при отсутствии и при наличии специфической адсорбции ионов. Дискретная природа зарядов в слое специфически адсорбированных анионов; эффект Есина-Маркова и его модельная интерпретация. Теория двойного слоя при адсорбции органических молекул; изотерма Фрумкина; модель двух параллельных конденсаторов. Двойной электрический слой на границе полупроводник/раствор. Двойной электрический слой в расплавленных солях.

5. Основные образовательные технологии.

В учебном процессе используются следующие образовательные технологии: по организационным формам: лекции, практические занятия, индивидуальные занятия, контрольные работы; по преобладающим методам и приемам обучения: объяснительно-иллюстративные (объяснение, показ - демонстрация учебного материала и др.) и проблемные, активные (анализ учебной и научной литературы, составление схем и др.) и интерактивные, в том числе и групповые (деловые игры, взаимное обучение в форме подготовки и обсуждения докладов и др.); информационные, компьютерные, мультимедийные (работа с источниками сайтов академических структур, научно-исследовательских организаций, электронных библиотек и др., разработка презентаций сообщений и докладов, работа с электронными обучающими программами и т. п.).

6.Требования к результатам освоения дисциплины.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих общекультурных и профессиональных компетенций:

- Владение современными компьютерными технологиями, применяемыми при обработке результатов научных экспериментов и сборе, обработке, хранении и передаче информации при проведении самостоятельных научных исследований (ОК-5);

- Понимание принципов работы и умение работать на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований (ОК-6).

- Наличие представлений о наиболее актуальных направлениях исследований в современной теоретической и экспериментальной химии (Синтез и применение в наноструктурных технологиях, исследований в экстремальных условиях, химии жизненных процессов, химии и экологии и другие) (ПК-1);

- Знание основных этапов и закономерностей развития химической науки, понимание объективной необходимости возникновения новых направлений, наличие представления о системе фундаментальных химических понятий и методологических аспектов химии, форм и методов научного познания, их роли в общеобразовательной профессиональной подготовке химиков (ПК-2);