単位数: 2. 担当教員: 武藤 泉. 開講年度: 2024. 開講言語: 日本語/Japanese.
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
この科目ではGoogle Classroomを使用して、講義資料と講義情報を発信します。
クラスコード: hswkzyo
1．目的
固体電極/電解質系においては，電極界面を通しての電子移動過程を伴う化学反応が生ずる。このような反応は電極反応と呼ばれ，エネルギー変換，情報変換および物質変換において重要な役割を果たしている。ここでは電極反応の基礎概念を学ぶことを目的とする。
2．概要
電気化学ポテンシャルの概念，起電力の発生機構，電極反応の熱力学，電極反応の速度論等の基礎知識について講義を行う。
3．達成目標等
・本学科の学習・教育目標のA，B，C，Dに関する能力を含めて修得する。
・電極電位の概念を理解し，電池の起電力を説明する事ができる。
・電極反応速度の概念を理解し，反応速度を決める要因を説明する事ができる。
・化学電池や金属腐食の原理を理解し，説明する事ができる。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
This course uses Google Classroom to provide lecture materials and lecture information.
Google Classroom: hswkzyo
Objective:
The purpose of this course is to acquaint students with fundamental knowledge about electrochemistry. This course deals with four aspects of electrochemical systems:
1. Ionics describing ion-ion interactions in solvents and conductance of electrolytes;
2. Electrode potentials describing Nernst equations and their applications;
3. Theories of electrode/electrolyte interfaces;
4. Kinetics of electrochemical reactions describing Butler-Volmer equations.
Outcomes:
Describe ion-ion interactions in solvents and conductance of electrolytes
Explain the concepts of electrochemical potential and current density, and to apply Nernst equation to electrochemical systems.
Describe the electrochemical double layer based on common models
Explain relationships between current density and electrode potential, and to extract kinetic parameters from electrochemical data.
This course includes our program outcomes of A, B, C, D.
「材料物理化学I･II」の履修を前提として講義を行うので、よく勉強しておくこと。
The student acquires the knowledge on “Materials Physical Chemistry I and II”.
1. 電解質溶液の電気伝導
2. イオンの活量と化学ポテンシャル
3. イオン雰囲気とイオン強度（デバイ-ヒュッケル理論）
4. 電気化学ポテンシャル（内部電位、外部電位、表面電位）
5. 平衡電極電位の定義
6. 照合電極と平衡電極電位の計測法
7. 液間電位（溶液と溶液の接触）
8. 電気二重層（金属と溶液の接触）
9. 電位-pH図
10. 電池
11. 酸化還元反応と材料1（腐食とめっき）
12. 酸化還元反応と材料2（電解、陽極酸化）
13. 電極反応の速度論1（活性化支配）
14. 電極反応の速度論2（拡散支配）
15. まとめ
1. Electrolytes and electrical conductivity
2. Activity and chemical potential of ions
3. Ionic atmosphere
4. Electrochemical potential
5. Equilibrium potential
6. Reference electrodes and electrode potential measurements
7. Liquid junction potential
8. Electrical double layers
9. Potential-pH diagrams
10. Electrochemical cells and batteries
11. Corrosion and plating
12. Electrolysis and anodization
13. Kinetics of electrochemical charge transfer reactions
14. Kinetics of electrode reactions under diffusion control
15. Summary
予習・復習を含めた自習（プリント課題を含む）を行うこと．
The session time is limited and therefore self-directed learning is important. Students are required to prepare and review for each class.
期末試験の成績で評価する。
The grade of the course is determined on the final examination.
Depending on the situation in COVID-19, the evaluation by the final exam may be changed to the reports.
随時（事前に教員に連絡をとること）
Make an appointment in advance via e-mail.
記号A-Mについては、マテリアル・開発系の教育目標を参照すること。
(The marks “A-M” are posted to the following URL)
https://www.material.tohoku.ac.jp/department/purpose.html
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