Kurzus nemzetközi vendég- és részidős hallgatóknak

Kar

Természettudományi Kar

Szervezet

TTK Fizikai Kémiai Tanszék

Kód

electrolabk20lm

Cím

Elektrokémiai és elektroanalitika labor

Tervezett félév

Őszi

Meghirdetve

2026/27/1

ECTS

8

Nyelv

Oktatás célja

A tantárgy célja az elektrokémia és az elektroanalitika alapvető elméleti összefüggéseinek kísérleti megismerése és alkalmazása. A hallgatók laboratóriumi méréseken keresztül sajátítják el az elektrokémiai rendszerek termodinamikai, transzport- és kinetikai jellemzésének módszereit, valamint betekintést nyernek a korszerű elektroanalitikai technikák, így a potenciometria, a konduktometria, a voltammetria, a kronoamperometria és az elektrokémiai impedanciaspektroszkópia gyakorlati alkalmazásába. A kurzus fejleszti a mérési eredmények értékeléséhez, modellezéséhez és kritikus elemzéséhez szükséges készségeket, továbbá bemutatja az elektrokémiai módszerek jelentőségét az energiatárolás, az elektrokatalízis és a korrózióvédelem területén.

Tantárgy tartalma

Cellareakciók termodinamikai paramétereinek meghatározása az elektromotoros erő hőmérsékletfüggésének vizsgálatával. Ionszelektív elektródok és szenzorok alkalmazása, potenciometria. Elektromosan töltött részecskéket tartalmazó tömbfázisok viselkedésének vizsgálata. A közepes aktivitási együttható mérésének lehetőségei, összevetés az erős elektrolitok Debye–Hückel-féle elméletével. A diffúziós együttható mérésének optikai lehetőségei. Rétegoptikai és -fotográfiai meghatározás alkalmazása diffúziós együtthatók meghatározására kálium-hexacianoferrát(III)- és nátrium-klorid-oldatokban. Az elektrolitikus vezetés tanulmányozása, vezetési és diffúziós együtthatók konduktometriás meghatározása. Az átviteli szám mérése a mozgó határfelület módszerével. Elektródreakciók kinetikájának vizsgálata; polarizációs görbék mérése és értelmezése a töltésátlépési kontroll Erdey-Grúz–Volmer-féle elméletének keretein belül. Hexacianoferrát(III)-ionok redukciójának kronoamperometriás vizsgálata; a Cottrell-egyenlet és használatata a diffúziós együttható meghatározására. Lineáris pásztázó és ciklikus voltammetriás vizsgálatok kevert kinetikájú (töltésátlépés és transzport együttes kontroljával zajló) elektródreakciók példáján, a hexacianoferrát(II)/(III) rendszeren. A fenti rendszerek digitális szimulációkkal történő vizsgálata. Mért és számított voltammetriás görbék összevetése. A voltammetriás mérések értékelésének korszerű lehetőségei: a félintegrálás módszerének alkalmazása voltammetriás görbék elemzésére, reakciósebességi és diffúziós együtthatók meghatározására. Voltammetriás mérések áramló rendszerekben: a Levics és a Koutecký–Levics-egyenlet használata különböző forgó fémelektródok (arany, platina) elektrokatalitikus viselkedésének vizsgálatára az oxigénredukció példáján. Az elektrokémiai impedanciaspektroszkópia módszerének alkalmazása egyszerűbb (hexaciano­ferrát(II)/(III)) rendszereken. Az impedanciaspektrumok értelmezésének lehetőségei; az eredmények összevetése voltammetriás módszerek eredményeivel. Alkalmazott elektrokémia. Ólomakkumulátorok töltési-kisütési görbéinek vizsgálata, lítiumion-elemek impedancia-spektroszkópiai tesztelése, korrózióvédő bevonatok vizsgálata.

Számonkérés és értékelés

Gyakorlati jegy, amely a laboratóriumi mérésekből készült jegyzőkönyvek, illetve egy nagyobb volumenű önálló munka eredményeként adódik.

Irodalomjegyzék

Allan J. Bard, Larry R. Faulkner: Electrochemical methods: Fundamentals and applications, Wiley, 2001

Ajánlott irodalom

Kiss László, Láng Győző: Elektrokémia, Semmelweis Kiadó, 2011. Inzelt György: Az elektrokémia korszerű módszerei I., Nemzeti Tankönyvkiadó, 1999. Inzelt György: Az elektrokémia korszerű módszerei II., Nemzeti Tankönyvkiadó, 1999.

Kurzus szakjai