Grundlagen der Elektrochemie

Produktbeschreibung

Die Elektrochemie ist eines der ältesten und - nicht zuletzt wegen ihrer
Anwendungen in der Energietechnik - aktuellsten Gebiete der Physikalischen
Chemie. Als wahrhaft interdisziplinäre Wissenschaft hat sie viele Aspekte
mit den Oberflächenwissenschaften und der physikalischen Chemie von Festkörpern
und Flüssigkeiten gemein. Dieser Band bietet eine Einführung in die Strukturen
und Prozesse an Metall- und Halbleiterelektroden, wobei die Ergebnisse
neuerer Strukturuntersuchungen genau so berücksichtigt werden wie die älteren
thermodynamischen und kinetischen Aspekte. Abgerundet wird diese moderne
Darstellung durch Kapitel über die Phasengrenze zwischen zwei Flüssigkeiten
und die Grundlagen elektrochemischer Meßmethoden.  

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung.- 1.1 Die Phasengrenze Metall/Lösung.- 1.2 Potentiale in der
Elektrochemie.- 1.3 Elektrochemisches Potential.- 2 Elektrolytlösungen.- 2.1
Struktur des Wassers.- 2.2 Solvatisierung von Ionen.- 2.3 Wechselwirkung
zwischen den Ionen.- 3 Das Elektrodenpotential.- 3.1 Absolutes
Elektrodenpotential.- 3.2 Meßanordnung mit drei Elektroden.- 4 Die Phasengrenze
Metall-Elektrolyt.- 4.1 Ideal polarisierbare Elektroden.- 4.2 Die
Gouy-Chapman-Theorie.- 4.3 Die Helmholtz-Kapazität.- 4.4 Das Potential des
Ladungsnullpunkts.- 4.5 Oberflächenspannung und Ladungsnullpunkt.- 4.6 Ableitung
der Gouy-Chapman-Kapazität.- 5 Adsorption an Metallelektroden.- 5.1
Adsorptionsphänomene.- 5.2 Adsorptionsisotherme.- 5.3 Das Dipolmoment
adsorbierter Ionen.- 5.4 Die Struktur von Einkristalloberflächen.- 5.5
Adsorption von Iodid auf Pt(lll).- 5.6 Unterpotent ialabscheidung.- 5.7
Adsorption von organischen Molekülen.- 5.8 Elektrosorptions Wertigkeit.- 6
Phänomenologische Behandlung der Elektrontransferreaktionen.- 6.1 Reaktionen in
der äußeren Sphäre.- 6.2 Die Butler-Volmer-Gleichung.- 6.3 Korrekturen für die
Doppelschicht.- 6.4 Reaktionen in der inneren Sphäre.- 7 Theoretische Behandlung
der Elektronentransferreaktionen.- 7.1 Qualitative Aspekte.- 7.2 Ein einfaches
Modell.- 7.3 Elektronische Struktur der Elektrode.- 7.4 Gerischers Darstellung.-
7.5 Die Reorganisierungsenergie.- 8 Die Phasengrenze Halbleiter/Elektrolyt.- 8.1
Elektronische Struktur der Halbleiter.- 8.2 Potentialverlauf und
Bandverbiegung.- 8.3 Elektronentransferreaktionen.- 8.4 Photoinduzierter
Elektronentransfer.- 8.5 Zersetzung eines Halbleiters.- 9 Experimente zu
Elektrontransferreaktionen.- 9.1 Die Gültigkeit der Butler-Volmer-Gleichung.-
9.2 Abweichungen von der Butler-Volmer-Gleichung.- 9.3
AdiabatischeElektronentransferreaktionen.- 9.4 Elektrochemische Eigenschaften
von SnO2.- 9.5 Photoströme an einer WO3-Elektrode.- 10 Protonen- und
Ionentransferreaktionen.- 10.1 Abhängigkeit vom Elektrodenpotential.- 10.2
Geschwindigkeitsbestimmender Schritt.- 10.3 Die WasserstofFentwicklung.- 10.4
Die Sauerstoffreduktion.- 10.5 Die Chlorentwicklung.- 10.6
Reaktionsgeschwindigkeit und Adsorptionsenergie.- 10.7 Ionen- und
Elektronentransferreaktionen - ein Vergleich.- 11 Metallabscheidung und
-auflösung.- 11.1 Morphologische Aspekte.- 11.2 Oberflächendiffusion.- 11.3
Keimbildung.- 11.4 Wachstum eines zweidimensionalen Films.- 11.5 Abscheidung auf
gleichmäßig glatten Flächen.- 11.6 Metallauflösung und Passivierung.- 12
Komplexe Reaktionen.- 12.1 Aufeinanderfolgende elektrochemische Reaktionen.-
12.2 Elektrochemische Reaktionsordnung.- 12.3 Abscheidung von Silber in
Gegenwart von Cyaniden.- 12.4 Mischpotentiale und Korrosion.- 13 Flüssig-flüssig
Phasengrenzen.- 13.1 Die Phasengrenze zwischen zwei nicht mischbaren
Flüssigkeiten.- 13.2 Verteilung der Ionen.- 13.3 Überführungsenergie eines
einzelnen Ions.- 13.4 Eigenschaften der Doppelschicht.- 13.5
Elektronentransferreaktionen.- 13.6 Ionentransferreaktionen.- 13.7 Ein Modell
für die flüssig-flüssig Phasengrenze.- 14 Thermodynamik flüssiger Elektroden.-
15 Stofftransport.- 15.1 Diffusion und Migration.- 15.2 Diffusiongesetze.- 15.3
Stofftransport zu einer Elektrode bei konstantem Strom.- 15.4 Stofftransport bei
konstantem Elektrodenpotential.- 15.5 Sphärische Diffusion.- 16 Experimentelle
Methoden - instationäre Verfahren.- 16.1 Überblick.- 16.2 Grundlagen der
instationären Methoden.- 16.3 Potentiostatischer Puls.- 16.4 Galvanostatischer
Puls.- 16.5 Zyklische Voltammetrie.- 16.6 Impedanzspektroskopie.-
16.7Mikroelektroden.- 16.8 Polarographie.- 17 Experimentelle Methoden -
Konvektionsmethoden.- 17.1 Die rotierende Scheibenelektrode.- 17.2 Turbulente
Rohrströmung.- Abkürzungen.- Atomare Einheiten.- Sachwortverzeichnis. 

Autoreninfo

Wolfgang Schmickler studied physics and chemistry at the Universities of Bonn and Heidelberg and at the Imperial College in London. In 1973 he received his PhD in Physical Chemistry from the University of Bonn. After completing his degree he received first a Liebig Fellowship from the German Association of the Chemical Industry and then a Heisenberg Fellowship from the German Reseach Foundation (DFG). He used the freedom that these fellowships offered him for extended visits at the Frumkin Institute in Moscow, the Laboratoire d Electrochimie Interfaciale du CNRS in Meudon, France, and the IBM Research Laboratory in San Jose, California, USA. For his work on the theory of the electric double layer he received the 2Bodenstein Award" of the Deutsche Bunsengesellschaft in 1985. He became an assistant professor at the University of Bonn in the same year, but moved to the United States in 1990, where he held the position of an Associate Professor at Utah State University in Logan. In 1992, he returned to Germany and took a faculty position at the University of Ulm, where he has been since. His research interests lie in theoretical electrochemistry; in recent years the focus of his work has been on electrocatalysis and electrode surface processes. He is a Fellow of the International Society of Electrochemistry, and Corresponding Scientist of the Consejo Nacional de Investigaciones Cient¡ficas y T‚cnicas of Argentina.