Эта книга посвящена изложению теоретических основ наиболее важного и быстро развивающегося раздела современной электрохи-мии — кинетики электродных процессов. Первое издание книги вышло в свет в 1975 г. под редакцией акад. А. Н. Фрумкина. В настоящем издании в основном сохранены структура и содержание первого издания.
В первом разделе книги излагаются методы изучения и современные представления о строении границ раздела металлических или полупроводниковых электродов с ионными системами (растворами, расплавами), а также границы раствор — воздух. Значительное внимание уделено термодинамике поверхностных явлений на электродах, адсорбирующих водород и кислород, и современной теории адсорбции органических соединений на электродах. Во втором разделе подробно анализируются закономерности стадии подвода реагирующих частиц к поверхности электрода, методы изучения этой стадии и приводятся примеры использования явлений массопереноса при конструировании хемотронных устройств и новых источников тока. Третий раздел посвящен изложению закономерностей стадии переноса заряженных частиц через границу электрод — раствор и физических основ элементарного акта электрохимических реакций. При этом рассматриваются такие важные в теоретическом отношении вопросы, как роль работы выхода электрона и энергии сольватации ионов в электродной кинетике. Теории двойного слоя, массопереноса и элементарного акта, по образному выражению А. Н. Фрумкина, — те «три кита», на которых базируется мощное и стройное здание кинетики электродных процессов.
В последнем разделе обсуждаются особенности других возможных стадий электродных процессов — химических и образования новой }шы, а также многостадийные и параллельные процессы и роль явлений пассивности и адсорбции органических соединений в электро-•симической кинетике. В этом разделе отражены только самые основные >собенности кинетики сложных процессов и приведено ограниченное тело примеров практически важных электрохимических реакций. При подготовке нового издания была сокращена часть устаревшего ми несущественного материала, что позволило при сохранении того ке объема книги ввести два новых параграфа и изложить в других разделах ряд новых результатов, имеющих принципиальное значение. 1 ак, нам казалось целесообразным дополнить книгу изложением фи-ических основ оптических методов изучения электродных процессов, оскольку в последние годы был достигнут существенный прогресс как практической реализации этих методов, так и в теоретической интер-ретации получаемых с их помощью результатов. В настоящее время
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.............................. 3
Введение................................ 5
1. Предмет электрохимической кинетики (5). 2. История возникновения электрохимической кинетики как самостоятельного раздела современной науки (7). 3. Аспекты прикладной электрохимии и их связь с кинетикой электродных процессов (11)
Раздел 1. Равновесные свойства заряженных межфазных границ..... 16
4. Адсорбция на границе раздела фаз (16). 5. Скачки потенциала на фазовых границах (20). 6. Образование двойного электрического слоя на границе электрод-раствор (26). 7. Адсорбционный метод изучения двойного электрического слоя (29). 8. Электрокапиллярный метод изучения двойного электрического слоя (33). 9. Основное уравнение элек-трокапиллярности (36). 10. Электрокапиллярные кривые ртутного электрода (39). 11. Электрокапиллярные явления на твердых металлах (46). 12. Емкость двойного электрического слоя (50). 13. Метод кривых заряжения (60). 14. Основы термодинамической теории состояния поверхности электродов, адсорбирующих водород и кислород (67). 15. Понятие о заряде электрода. Потенциалы нулевого полного и свободного заряда (70). 16. Изотерма адсорбции атомов водорода и природа скачка потенциала на платиновом электроде (75). 17. Оптические методы изучения поверхности электродов (80). 18. Методы изучения границы раствор-воздух (86). 19. Строение поверхностного слоя на границе раствор-воздух и сопоставление двух границ раздела: раствор — ртуть и раствор — воздух (91). 20. Проблема Вольта и проблема абсолютного скачка потенциала (96). 21. Теория Гельмгольца (102). 22. Теория Гун — Чапмена (105). 23. Теория Штерна (110). 24. Представления Грэма о строении двойного электрического слоя (114). 25. Особенности строения двойного слоя, связанные с дискретным характером специфически адсорбированных ионов (118). 26. Методы расчета компонентов заряда и скачков потенциала в двойном электрическом слое (125). 27. Теория двойного слоя при адсорбции органических веществ (129). 28. Некоторые особенности строения двойного слоя на границах раздела металл — расплав и полупроводник — раствор (137)
Раздел II. Диффузионная кинетика................... 143
29. Общая характеристика электрохимических процессов. Понятие о лимитирующей стадии (143). 30. Три основных уравнения диффузионной кинетики (147). 31 Поляризационные кривые при стационарной диффузии (153). 32. Явление миграции ионов и омическое падение потенциала в диффузионном слое (158). 33. Теория конвективной диффузии (163).
34. Закономерности диффузионной кинетики на вращающемся дисковом электроде (168).
35. Вращающийся дисковый электрод с кольцом (173). 36. Нестационарная диффузия в потенциостатических условиях (175). 37. Основы классической полярографии (177). 38. Полярографические максимумы (188). 39. Диффузионный импеданс (196). 40. Перемек-ноточная полярография (200). 41. Нестационарная диффузия в потенциодинамических условиях (осциллографическая полярография) (206). 42. Хронопотенциометрия при постоянном токе (211). 43. Процессы массопереноса и хемотроника (216). 44. Вопросы диффузионной кинетики при конструировании новых источников тока (222).
Раздел III. Кинетические закономерности стадии разряда — ионизации . 229
45. Основные уравнения теории замедленного разряда (229). 46. Ток обмена (234). 47. Поляризационная кривая. Обычный, безбарьерный и безактивационный разряд (237). 48. Импеданс стадии разряда—ионизации (242). 49. Зависимость скорости электрохимической реакции от температуры (245). 50. Влияние двойного электрического слоя на скорость стадии разряда (251). 51. Закономерности смешанной кинетики: диффузионная стадия и стадия разряда (259). 52. Кинетика электровосстановления анионов (263). 53. Работа выхода электрона в раствор и влияние материала электрода на скорость стадии разряда — ионизации (270). 54. Теория элементарного акта Гориути — Поляни (276). 55. Квантовомеха-нические модели электрода и раствора (279). 56. Теория реорганизации растворителя (285). 57. Некоторые особенности стадии разряда — ионизации на границе полупроводник — раствор (292)
Раздел IV. Кинетика сложных электрохимических реакций....... 298
58. Электрохимические процессы в условиях медленной химической реакции. Медленная гетерогенная реакция (298). 59. Импеданс гетерогенной химической реакции (303). 60. Электрохимические процессы и условиях медленной химической реакции в объеме раствора (305). 61. Импеданс гомогенной химической реакции (311). 62. Поляризация, связанная с образованием новой фазы (313). 63. Поверхностная диффузия при электроосаждении металлов. Импеданс электрокристаллизации (322). 64. Электрохимические реакции с последовательным переносом нескольких электронов. Стехиометрическое число (328). 65. Методы изучения многостадийных электродных процессов (333). 66. Электровосстановление кислорода (339). 67. Некоторые закономерности катодного выделения водорода (344). 68. Саморастворение металлов (347). 69. Параллельные реакции при наложении внешнего тока (358). 70. Пассивность металлов. Анодные оксидные слои (365). 71. Роль адсорбции органических веществ в кинетике электродных процессов (373).
Заключение......................,....... 389
Приложения.............................. 392
Предметный указатель......................... 395
Цена: 150руб.
