Глава 1. ВВЕДЕНИЕ
Основы электрохимии будут изложены в первых трех частях книги. Однако представляется целесообразным предварительно познакомить читателя с некоторыми важными понятиями, возникающими при изучении течения жидкостей, диффузии, поверхностных явлений и электрохимической термодинамики. Этой цели служит вводная глава, в которой качественно рассматривается конкретная электрохимическая система. Такой подход облегчает выяснение роли и взаимосвязи различных факторов, характеризующих поведение системы. Кроме того, это дает читателю возможность подойти к излагаемому в дальнейшем материалу с определенной точки зрения, получив некоторые представления о конечной цели и приемах исследования. Поскольку по существу весь материал гл. 1 впоследствии будет повторно рассмотрен более подробно, ссылки на оригинальные работы и дополнительную литературу здесь не приводятся.
1. Термодинамика, кинетика электродных процессов и процессы переноса
При анализе электрохимических систем используются в основном три фундаментальные области электрохимии.
Свойства растворов электролитов и их зависимость от состава, температуры и давления можно описывать в рамках термодинамики. Это — макроскопическая наука, которую в данном случае можно положить в основу описания, так как нет необходимости характеризовать поведение системы на молекулярном или микроскопическом уровне. Термодинамика позволяет также описывать равновесия реакций и тепловые эффекты, которые непосредственно проявляются в равновесных потенциалах ячеек. Кроме того, на термодинамическом языке удобно выражаются движущие силы в случае необратимых процессов.
С применением электрохимических систем неразрывно связаны отклонения от равновесных условий. В кинетике электродных процессов мы встречаемся с неравновесной движущей силой, или поверхностным перенапряжением, необходимым для
протекания электродных реакций с заметными скоростями. Нашей задачей здесь также является установление связи между макроскопически измеряемыми величинами.
Не менее важна неравновесность, связанная с переносом в растворах электролитов. Это видно уже на таких примерах, как омические потери и нагревание в растворах или ограничение скорости переноса реагентов к электроду и продуктов реакции от электрода.
