「概要」 電気化学は,金属材料の腐食,電解プロセス,電池等の現象を理解するために重要な学問である.本講義では,金属の表面構造,電気化学平衡論,電気化学速度論そして金属材料の腐食現象を学ぶ.
「ねらい」 本講義では,電気化学の基礎と金属材料の腐食現象を習得する.
本講義を履修することにより,電気化学の基礎を習得すること,さらに,金属材料の腐食現象が理解できるようになる.
電気化学,腐食
✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | 展開力(実践力又は解決力) |
講義の内容を深く理解してもらうため,毎回講義の最後に演習問題を行う.演習問題は次の講義の時に採点して返却する.
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | イントロダクション | 講義の目的を理解する. これまでに学習してきた電気化学の復習 |
第2回 | 金属の表面(Ⅰ)(表面エネルギー) | 金属の表面エネルギーと面方位の関係を説明せよ |
第3回 | 金属の表面(Ⅱ)(最密面,近接原子,表面の構造,ステップ,キンク,テラス,方位性ピット) | 方位性ピットの形状と面方位の関係を理解する. |
第4回 | 金属/水溶液界面での平衡論(Ⅰ)(活量,化学ポテンシャル,電気化学ポテンシャル) | 活量,化学ポテンシャル,電気化学ポテンシャルを理解する. |
第5回 | 金属/水溶液界面での平衡論(Ⅱ)(単極電位,標準電極電位,電池の起電力) | 単極電位および標準電極電位が説明できる. |
第6回 | 金属/水溶液界面での平衡論(Ⅲ)(ネルンストの式の導出,電位差滴定) | ネルンストの式を導出せよ. |
第7回 | 金属/水溶液界面での平衡論(Ⅳ)(電位-pH図(I)) | 電位-pH図を作成せよ. |
第8回 | 金属/水溶液界面での平衡論(Ⅳ)(電位-pH図(II)) | 電位-pH図から金属の腐食を熱力学的に説明せよ. |
第9回 | 金属表面と電気化学平衡論のまとめ | これまでの電気化学平衡論の復習をする. |
第10回 | 電極反応の速度論(Ⅰ)(電荷移動過程、物質移動過程、律速段階) | 電解における電荷移動,物質移動を理解し,律速段階について説明せよ. |
第11回 | 平衡系の速度論(Ⅱ)(Butler-Volmerの式) | Butler-Volmerの式を導出せよ. |
第12回 | 平衡系の速度論 (Ⅲ)(交換電流、Tafelの式,分極抵抗) | 交換電流,Tafelの式,分極抵抗について説明せよ. |
第13回 | 腐食系の速度論 (Ⅳ)(混成電位,腐食電流,腐食電位,Tafel外挿法,分極抵抗法) | 電気化学的に腐食電流を求める方法を説明せよ. |
第14回 | 金属の腐食現象(I)(Evans図) | 腐食反応におけるEvans図を説明せよ. |
第15回 | 金属の腐食現象(Ⅱ)(均一腐食、局部腐食) | 金属の腐食形態について説明せよ. |
テキストは使用しない.
講義資料を配布する.
参考書
現代電気化学 : 田村英雄 松田好晴共著 倍風館
電気化学の基礎: 魚崎浩平 喜多英明共著 技報堂
毎回の演習: 40%
中間試験: 30%
期末試験: 30%
特になし.
西方:nishikata.a.aa[at]m.titech.ac.jp
多田:tada.e.aa[at]m.titech.ac.jp
メールで事前予約すること.
なし