1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	30
Laboratorijske vježbe	30
Seminar	15

* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)

Cilj kolegija

Stjecanje fundamentalnih znanja o elektrokemijskim pojavama, znanja iz primjene elektrokemijskog računa, elektrokemijske instrumentacije, mjernih tehnika i elektrokemijskih kompjutorskih programa. Upoznavanje sa značajem elektrokemije u rješavanju interdisciplinarnih znanstvenih i inženjerskih problema, industrijskoj praksi i novim tehnologijama.

Izvedbeni program kolegija

1. UVOD U ELEKTROKEMIJU: O kolegiju. Razvoj elektrokemije kao znanstvene discipline. Područje istraživanja elektrokemije i primjena elektrokemije. Osnovni elektrokemijski pojmovi. Tipovi vodljivosti obzirom na nosioce naboja. Vodljivost metalnih elektronskih vodiča. Vodljivost poluvodiča . Seminar: uvod u praktikum.
2. VODIČI I VODLJIVOST I. dio: Galvanski krugovi. Prijenos naboja kroz granicu faza. Elektroneutralnost. Faradayevi zakoni. Prijenos tvari u elektrolitu. Seminar: zadaci Faradayev zakon.
3. VODIČI I VODLJIVOST II. dio: Protjecanje struje kroz elektrolit. Protjecanje struje kroz metal. Protjecanje struje kroz poluvodič: intrinsični poluvodiči. Ekstrinzični poluvodiči. Kontakti različitih vodiča u elektrokemijskom članku. Kontakt metal-metal. Kontakt metal-elektrolit. Kontakt poluvodič-elektrolit. Seminar: zadaci vodljivost.
4. ELEKTROKEMIJSKI POTENCIJALI: Elektrokemijski potencijal i elektrokemijska ravnoteža. Unutrašnji, vanjski i površinski potencijal. Mjerenje relativnog elektrodnog potencijala. Nernstova relacija. Definicija standardnog elektrodnog potencijala i referentne elektrode. Referentna kalomel elektroda. Srebro-srebrov klorid referentna elektroda. Bakar-bakrov sulfat referentna elektroda. Radna funkcija metala. Apsolutni ili vakuumkski elektrodni potencijal. Potencijali na granici otopina/otopina. Seminar: zadaci elektrokemijska ravnoteža.
5. MODELI DVOSLOJA I ELEKTROKINETIČKI EFEKTI: Modeli dvosloja. Helmholtzov model dvosloja. Gouy- Chapmanov model dvosloja. Poasson-Boltzmannova raspodjela. Sternov model dvosloja. Kapacitet dvosloja. Elektrokpilaritet. Elektrokinetički efekti. Seminar: zadaci elektrokinetičke pojave.
6. ELEKTROKEMIJSKA TERMODINAMIKA: Elektromotorna sila galvanskog članka. Termodinamički parametri galvanskog članka. Toplinski efekti u galvanskom članku. Seminar: zadaci elektromotorna sila.
7. Prva provjera znanja
8. ELEKTROKEMIJSKA KINETIKA: Prijelaz elektrona na granici faza elektroda/elektrolit. Butler-Volmerova jednadžba. Polarizacijski otpor. Tafelova jednadžba. Reverzibilnost i ireverzibilnost. Seminar: zadaci elektrokemijska kinetika.
9. TRANSPORT TVARI U ELEKTROKEMIJSKIM REAKCIJAMA: Difuzija, migracija i konvekcija. Fickovi zakoni. Stacionarni i nestacionarni sustavi. Seminar: zadaci transport tvari.
10. ELEKTROKEMIJSKI SUSTAVI. Elektrokemijske metode. Kronoamperometrija, Kronokulometrija, Kronopotenciometrija. Seminar: zadaci elektrokemijski sustavi.
11. ELEKTROKEMIJSKE METODE: Ciklička voltametrija. Elektrokemijska impedancijska spektroskopija. Seminar: zadaci elektrokemijske metode.
12. STVARANJE NOVE FAZE: Elektrodepozicija metala. Elektroplatiranje, Elektrodepozicija polimernih slojeva. Nukleacija i rast slojeva. Kinetika nukleacije. Seminar: stvaranje nove faze.
13. STVARANJE NOVE FAZE: Rast oksidnih i ostalih pasivirajućih slojeva na metalu. Ventilni metali. Pourbaix-ovi dijagrami. Seminar: stvaranje nove faze.
14. PRAKTIČNI ASPEKTI ELEKTROKEMIJE: Elektrokataliza, elektrokemijski pretvornici energije, elektrokemijski procesi na industrijskom nivou.
15. Druga provjera znanja

VJEŽBE: (1a) Vodljivost poluvodiča; (4) Elektrificirana granica faza staklo/voda - određivanje elektrokinetičkog zeta potencijala; (5) Elektrodni proces pod aktivacijskom kontrolom; (6) Elektrodni proces pod difuzijskom kontrolom - 6a. Stacionarna linearna difuzijska polarizacija, 6 b. Nestacionarna linearna difuzijska polarizacija.

Preduvjeti za upis predmeta: Odslušani predmeti: Opća kemija, Fizikalna kemija I

Preduvjeti za polaganje predmeta: Odslušana predavanja, napravljeni i predani seminarski zadaci te odrađene laboratorijske vježbe

Razvijanje općih i specifičnih kompetencija studenata:
Opće kompetencije
1. sposobnost osmišljavanja i provođenja znanstvenog eksperimenata i interpretacije podataka
2. sposobnost uključivanja u timski rad i sposobnost primjene komunikacijskih vještina u znanstvenom kontekstu
3. sposobnost djelotvorne komunikacije u pismenom, usmenom i grafičkom obliku
4. sposobnost primjene tehnika, vještina i modernih kompjutorskih alata
5. sposobnost primjene znanja iz matematike, prirodnih znanosti i inženjerstva na znanstvene probleme i probleme iz prakse
6. sposobnost uočavanja, formuliranja i rješavanja inženjerskih problema
7. raspoznavanje potrebe uključenja u kontinuirano cijeloživotno obrazovanje
8. raspoznavanje profesionalnih problema uključujući etičku odgovornost, sigurnost, kreativno poduzetništvo,
9. lojalnost i predanost inženjerskom pozivu.
10. raspoznavanje aktualnih problema iz inženjerske prakse uključujući ekonomske, društvene, političke i ekološke probleme te globalni utjecaj.

Obaveze studenata u nastavi i načini njihova izvršavanja
Studenti su obavezni:
1. Prisustvovati ispitima znanja.
2. Redovito pohađati predavanja i vježbe.
3. Redovito izrađivati izvještaje s vježbi (unutar 7 dana do slijedećeg termina vježbi).

Način izvođenja nastave: Predavanja, seminari, vježbe u laboratoriju.

Način provjere znanja i polaganja ispita:
Ulazni kolokvij iz laboratorijskih vježbi.
Pismeni kolokvij iz laboratorijskih vježbi.
Domaće zadaće - računski zadaci.
2 pismene provjere znanja tijekom semestra kojima se studenti oslobađaju ispita (60% bodova je prag prolaza pojedinačno za svaki teorijski i računski dio pri svakoj provjeri znanja + kumulativno u obje provjere znanja barem 2 računska zadatka moraju biti 100% riješena)
ili pismeni (60% bodova je prag prolaza) i usmeni ispit

Način praćenja kvalitete i uspješnosti kolegija: Studentska anketa.

Ishodi učenja kolegija
1. Primijeniti fundamentalna znanja iz elektrokemije na rješavanje praktičnih problema.
2. Definirati elektrokemijske pojave i procese.
3. Povezati stečeno znanje i metodologiju sa znanjem fizikalne, analitičke i opće kemije.
4. Pratiti i mjeriti fizikalne veličine u elektrokemiji.
5. Koristiti se elektrokemijskom opremom.

1. Materijali s predavanja dostupni na stranicama Zavoda za elektrokemiju, , Sanja Martinez, Zoran Mandić, , .
2. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications 2nd Edition, , Allen J. Bard, Larry R. Faulkner, Wiley; 2nd edition, 2000.
3. Electrochemistry 2nd Edition, , Carl H. Hamann, Andrew Hamnett, Wolf Vielstich, Wiley-VCH, 2007.
4. Modern Electrochemistry 2Ed Vol 2A Fundamentals Of Electrodics, , John O'm. Bockris, Amulya K.N Reddy, Springer India, 2018.

Upis predmeta :
Položen : Analitička kemija I
Položen : Anorganska kemija
Položen : Engleski jezik 1
Položen : Engleski jezik 2
Položen : Fizika I
Položen : Fizika II
Položen : Matematika I
Položen : Matematika II
Položen : Opća kemija
Položen : Osnove elektrotehnike
Položen : Osnove strojarstva
Položen : Primjena i programiranje računala
Položen : Tjelesna i zdravstvena kultura 1
Položen : Tjelesna i zdravstvena kultura 2
Odslušan : Fizikalna kemija I
Odslušan : Fizikalna kemija II

Obavezni predmet - Redovni studij - Primijenjena kemija