В книге рассмотрены теоретические основы метода вращающегося дискового электрода с кольцом, аппаратурное оформление и методические особенности. Проанализированы и обобщены экспериментальные результаты по наиболее важным направлениям применения метода (реакции кислорода, электрохимические реакции с участием органических веществ, процессы элекгроосаждения и коррозии металлов и сплавов и
др.).
Для научных сотрудников, специализирующихся в области теоретической и инженерной электрохимии, органической и аналитической химии, гидрометаллургии.
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА
На протяжении своей долголетней, плодотворной и многогранной деятельности академик А.Н. Фрумкин всегда уделял внимание созданию новых экспериментальных методов изучения электрохимических явлений. Он и его сотрудники обогатили электрохимическую науку целым рядом уникальных методов исследования строения межфазной границы электрод-электролит и кинетики электрохимических реакций. Одним из таких методов, сыгравших значительную роль в развитии электрохимии, является метод дискового электрода с кольцом, который предложен А.Н. Фрумкиным и Л.Н. Некрасовым в 1958 г.
Монография "Вращающийся дисковый электрод с кольцом" подводит итоги длительной работы по развитию и применению метода дискового электрода с кольцом для изучения кинетики и механизма сложных электрохимических реакций. Авторы монографии детально знакомы с работами в этой области и сами внесли значительный вклад в развитие теории параллельно-последовательных реакций, массопереноса к неоднородной поверхности, в изучение кинетики и механизма электрохимических превращений различных неорганических веществ.
Хотя история метода вращающегося дискового электрода с кольцом насчитывает около 30 лет, он продолжает совершенствоваться и развивается как в направлении создания новых модификаций, так и расширения объектов исследования. Широко обсуждаются возможности применения дискового электрода с кольцом или его аналогов для решения задач аналитической химии.
Автоматизация электрохимических измерений и расширение исследований с помощью вычислительной техники создают условия для количественного анализа электродных процессов в нестационарных условиях. Это существенно расширит круг задач, решение которых невозможно при проведении эксперимента в стационарных условиях.
В.Е. Казаринов
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора..................,.............. 3
Предисловие авторов.................................. 4
Принятые обозначения ................................. б
Введение.......................................... 8
Ч ас т ь I. ТЕОРИЯ МЕТОДА ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ДИСКОВОГО ЭЛЕКТРОДА С КОЛЬЦОМ
Глава 1. Особенности гидродинамики и массопереноса вблизи вращающегося диска....................................... 10
1.1. Движение жидкости вблизи вращающегося диска............. 10
1.2. Конвективная диффузия к вращающемуся диску............. 14
1.3. Предельный ток и смешанный режим конвективной диффузии..... 17
1.4. Поляризационные кривые вращающегося дискового электрода .... 22
1.5. Массоперенос к поверхности вращающегося диска при переходном и турбулентном режимах движения жидкости ................ 25
1.6. Нестационарные электрохимические процессы на вращающемся дисковом электроде................................. 29
1.7. Электрод с химически модифицированной поверхностью........ 36
Литература..................................... 39
Глава 2. Диффузионное взаимодействие активных участков на поверхности вращающегося диска............................... 40
2.1. Уравнение конвективной диффузии к неравнодоступной поверхности 40
2.2. Предельный диффузионный ток на кольцевой электрод......... 43
2.3. Коэффициент эффективности в системе диск-кольцо.......... 46
2.4. Коэффициент эффективности в системе кольцо-кольцо......... 53
2.5. Локальные электроды на поверхности вращающегося диска...... 57
2.6. Предельный диффузионный ток на макроскопически неоднородный
электрод.................*..................... 63
Литература..................................... 67
Глава 3. Теоретические основы применения вращающегося дискового
электрода с кольцом для изучения механизма электрохимических реакций 68
3.1. Поляризационная кривая кольцевого электрода.............. 68
3.2. Поляризационная кривая кольцевого электрода в присутствии дискового электрода................................... 72
3.3. Определение параметров электрохимической реакции.......... 77
3.4. Влияние химических превращений промежуточных продуктов на коэффициент эффективности.......................... gj
3.5. Нестационарные процессы на вращающемся дисковом электроде с. кольцом...................................... 55
3.6. Омическое падение потенциала вблизи дискового электрода с кольцом .......................................... gg
Литература..................................... 90
Глава 4. Расчет констант скорости электродных реакций.......... 91
Литература..................................... До4
Часть II. МЕТОД ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ДИСКОВОГО ЭЛЕКТРОДА С КОЛЬЦОМ В ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Г л а в а 5. Конструкция электродной системы и техника эксперимента 106
5.1. Конструкция и технология изготовления электродов........... 106
5.2. Привод и электрохимическая ячейка......'............... 121
5.3. Вращающийся дисковый электрод с кольцом в различных методах исследования................................... 123
5.4. Автоматическое регулирование потенциалов................ 125
5.5. Техника поляризационных измерений.................... 129
Литература..................................... 135
Г л а в а 6. Электрохимическое восстановление молекулярного кислорода 139
6.1. Металлические электроды............................ 141
6.2. Электроды из металлоорганических соединений.............. 159
6.3. Электроды из оксидных соединений..................... 163
Литература..................................... 165
Г л а в а 7. Изучение промежуточных продуктов электрохимических реакций органических соединений............................. 169
7.1. Использование вращающегося дискового электрода с кольцом при исследовании реакций с участием органических соединений....... 169
7.2. Катодные реакции органических соединений................ 176
7.3. Анодные реакции органических соединений................. 183
7.4. Другие реакции органических соединений.................. 187
Литература..................................... 188
Г л а в а 8. Процессы растворения и осаждения электродных материалов 190
8.1. Особенности методики исследования..................... 191
8.2. Растворение металлов.............................. 192
8.3. Коррозионное разрушение металлов..................... 204
8.4. Коррозия и анодное растворение сплавов.................. 207
8.5. Коррозионное разрушение неметаллических материалов......... 211
Литература..................................... 213
Г л а в а 9. Реакции неорганических веществ.................... 216
9.1. Осаждение адатомов............................... 217
9.2. Фотоэлектрохимические реакции ....................... 219
9.3. Другие реакции.............*..................... 221
Литература.......,............................. 223
Г л а в а 10. Вращающийся дисковый электрод с кольцом в аналитической
химии............................................ 224
10.1. Качественный и количественный анализ различных веществ...... 224
10.2. Определение рН................................. 228
Литература.................................... 230
Заключение........................................ 232
Приложение I....................................... 234
Конвективная диффузия на телах вращения.................... 234
Литература........................................ 240
Приложение II ...................................... 241
Вычисление некоторых интегралов................,.......... 241
Приложение Ш...................................... 243
Свойства функции С (s)................................. 243
Литература....................................... 244
Цена: 150руб.
