История возникновения электрохимии как науки

Оглавление 

1. Введение……………………………………………………………………3
2. Основная часть…………………………………………………………….4
3. Список использованной литературы…………………………………….29

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

   Систематические электрохимические исследования стало  возможным проводить лишь после создания постоянного достаточно мощного источника электрического тока. Такой источник появился на рубеже 18-19 вв. в результате работ Л.Гальвани и А.Вольты. Занимаясь исследованием физиологических функций лягушки, Гальвани случайно создал электрохимическую цепь, состоящую из двух разных металлов и мышцы препарированной лапки лягушки. Когда к лапке, закрепленной с помощью медного держателя, прикасались железной проволочкой, также соединенной с держателем, мышца сокращалась. Аналогичные сокращения происходили и под действием электрического разряда. Гальвани объяснил данный феномен существованием "животного электричества". Иное толкование этим опытам дал Вольта, посчитавший, что электричество возникает в месте соприкосновения двух металлов, а сокращение мышцы лягушки — это результат прохождения через нее электрического тока. Ток возникал и в том случае, когда между двумя металлическими дисками, например цинковым и медным, помещали пропитанный соленой водой губчатый материал (сукно или бумагу) и замыкали цепь. Последовательно соединив 15-20 таких "элементов", Вольта в 1800 создал первый химический источник тока — "вольтов столб".

   Влияние электричества на химические системы  сразу заинтересовало многих ученых. Уже в 1800 У.Николсон и А.Карлейль сообщили, что вода разлагается на водород и кислород, когда через нее пропускают электрический ток с помощью платиновой и золотой проволочек, соединенных с "вольтовым столбом". Наиболее важными из ранних электрохимических исследований были работы английского химика Х.Дэви. В 1807 он выделил элемент калий, пропуская ток через слегка увлажненный твердый гидроксид калия. Источником напряжения служила батарея из 100 гальванических элементов. Аналогичным образом был получен металлический натрий. Позже Дэви, используя ртутный электрод, выделил с помощью электролиза магний, кальций, стронций и барий.

   На  современном этапе в рамках электрохимической  науки существует немало школ. Рассмотрим более подробно некоторые из них.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

Казанская школа элекртохимиков 

Эволюция методов электроанализа  в Казани имеет богатую историю. В прошедший ее 60-летний период входит и становление научных школ и научные исследования, и разработки ключевых методов, использование и совершенствование которых привело в итоге к ряду принципиальных достижений, новому пониманию механизмов электрохимических процессов, новым высокочувствительным способам определения следовых количеств веществ, к созданию эффективной по параметру "отношение сигнал - шум" вольтамперометрической аппаратуры, а также к новым технологиям.

Внимание  к этой области науки было проявлено  практически всеми ведущими учеными -химиками с мировым именем второй половины XX столетия, деятельность которых  протекала в основном в высших учебных заведениях, а также и  в академических институтах Казани : химиков - органиков академиков А. Е. и Б. А. Арбузовых , профессоров Г. С. Воздвиженский, А. Ф. Богоявленский, С. М. Кочергиный, В. И. Никулиный. 
 

Александр Ерминингельдович Арбузов 

      А. Е. Арбузов является первым академиком, избранным в Академию наук СССР непосредственно из нашего родного города Казани, и третьим по счету химиком академиком из числа казанских ученых, работавших в стенах Казанского университета после корифеев отечественной химической науки Н. Н. Зинина и А. М. Бутлерова. 

       Академик Александр Ерминингельдович Арбузов - основоположник одного из новейших направлений науки – химии фосфорорганических соединений. Его деятельность была неразрывно связана с прославленной Казанской школой химиков. Исследования Арбузова были всецело посвящены нуждам обороны и медицины 
 

Геннадий Серафимович  Воздвиженский

 

(1905-1974) 
 
 
 
 
 
 

– крупный  ученый, видный педагог высшей школы, активный общественный деятель. Родился  он 27 августа 1905 г. в г. Царевококшайске  Казанской губернии (ныне г. Йошкар-Ола) двенадцатым ребенком в семье. В этом городе прошли его детские и юношеские годы. Здесь он получил среднее образование. Для получения высшего образования он поехал в Казань, учился в Казанском университете, а затем всю жизнь работал Казанском химико-технологическом институте.

     От Геннадия Серафимовича идет  начало электрохимического образования  в Казани. В 1932 г. состоялся  первый выпуск инженеров-электрохимиков.  Среди выпускников-электрохимиков, которые учились у Геннадия  Серафимовича в те годы, были Кочергин С.М. и Усманов А.Г. Эти выдающиеся люди в последующем очень много сделали для развития нашего вуза, оставили яркий след в его истории. Это, прежде всего, десятки их учеников, разъехавшихся по республикам СССР и по миру.

    Интересные данные в области электрохимии коллоидных систем были получены А.Ф.Герасимовым, обратившим внимание на химическую природу этих систем и на ее связь с электрохимическими свойствами.

    Дальнейшее развитие электрохимия  получила в работах профессора  Г.С.Воздвиженского, под руководством которого состоялись первые выпуски инженеров-электрохимиков КХТИ.

Главная цель этих исследований заключалась  в стремлении проникнуть в химическую сущность электрохимических покрытий, решить вопросы теории и технологии нанесения гальванических покрытий, изучить свойства катодных осадков металлов. Важным результатом этих исследований явилось установление взаимосвязи между условиями электрокристаллизации металлов, процессом одновременного катодного выделения водорода и свойствами получаемых гальванических покрытий. Г.В.Воздвиженский впервые обратил внимание на роль структурно-химических факторов в электрохимии металлов.

     Практический выход исследовательских  работ – характерная черта  научной деятельности Г.С.Воздвиженского. Он развил новую теорию электрохимического полирования металлов, в основу которой были положены представления об электрокристаллизации металлов, определяемой структурой их поверхности. Дальнейшее развитие этой теории привело к разработке технологических рекомендаций по осуществлению не только процессов электрохимического полирования, но и электрошлифования, электрозаточки, анодной резки и электросверления металлов. Эти крупные исследования привлекли внимание и зарубежных ученых.

      Ученик Г.С.Воздвиженского профессор Н.В.Гудин развил новое направление в области электрохимии металлов, в котором процессы электрокристаллизации рассматриваются с использованием представлений структурной химии и электрохимии комплексных соединений. Была разработана целая серия прогрессивных электролитов и даны технологические рекомендации по их использованию в производстве.

     Особое место в деятельности Воздвиженского занимала забота о подготовке научных кадров. И это касалось не только его ближайших сотрудников, но и людей, работавших в других учреждениях. Так, практически все работники кафедры химии КАИ тех лет в той или иной степени обязаны Геннадию Серафимовичу в своем научном росте. У части из них он был оппонентом, другие обсуждали у него на кафедре свои диссертации.

     Воздвиженский был организатором ряда научных конференций, ставших важными вехами в научной жизни страны того времени. Его знали в стране, с ним консультировались специалисты, советовались соискатели ученых степеней. Геннадий  Серафимович организовал, и долгое время регулярно проводил (определяя каждый раз тематику и помогая готовиться выступающим) городской гальванический семинар.

   Геннадий Серафимович создал в системе Татсовнархоза отраслевую научно-исследовательскую лабораторию по защитным и декоративным гальваническим покрытиям, которая стала базой для развития исследований в разных направлениях гальванических технологий, позволяла решать финансовые проблемы в постановке поисковых методических работ.

     Благодаря деятельности Воздвиженского многие годы Казань была одним из заметных центров электрохимической науки в стране. 
 

Кочергин Сергей Михайлович 

(1912–1965) 
 
 
 
 
 

Доктор  химических наук, профессор

Электрохимик, заслуженный деятель науки и  техники республики Татарстан (1961г).

      По окончании в 1935 г. Казанского химико-технологического института работал на Ногинском з-де «Грампластинка» (Московская обл.), в 1938-1941 г. – в Московском химико-технологическом институте. С 1945 г - в Казанском химико-технологическом институте: декан технологического факультета (1946-53), зав.каф. физической химии (1953-1965), проректор по науч. работе (1957-61).

     Труды по исследованию структуры и текстуры электроосажденных металлов и сплавов. С.М. Кочергин разработал методологию изучения структур, впервые дал классификацию различных типов текстур, выявил влияние условий электролиза и размера зерна в процессе совершенствования текстуры, оценил природу текстурированной поверхности при электролизе, определил роль аллотропных переходов.

     С.М. Кочергин положил начало научным направлениям по воздействию ультразвука на электродные процессы, по разработке теории строения двойного электрического слоя, электрохимии неводных растворов полимерных электролитов, по применению радиоактивных индикаторов для анализа состава сплавов.

     С.М. Кочергин – участник Великой Отечественной войны, Награжден орденами Ленина, Красной Звезды, медалями. 
 

Если  говорить о сегодняшнем дне, то научная работа студентов, аспирантов и преподавателей кафедры, в основном, проводится в рамках пяти научных разделов:

      Теория электроосаждения металлов  и сплавов из комплексных электролитов  с добавками ПАВ (рук. проф. Н.В. Гудин, проф. Н.Б. Березин).

Теория  технологических процессов функциональной гальванотехники (рук. проф. Р.А.Кайдриков, проф. Б.Л. Журавлев).

Электрохимические методы мониторинга прогнозирования  и защиты конструкционных материалов в условиях воздействия агрессивных  сред (рук. проф. Журавлев Б.Л. , проф. Р.А. Кайдриков).

Теория  и практика электрофизических методов  обработки поверхности материалов (проф. Р.А. Кайдриков).

Моделирование процессов формирования и коррозионного  разрушения электрохимических металлопокрытий (рук. проф. И.Н. Андреев). 
 

Гудин Николай Васильевич  
 
 
 
 
 

Доктор  химических наук, профессор

- профессор кафедры технологии электрохимических производств (ТЭП) Казанского государственного технологического университета (КГТУ), доктор химических наук

Выпускник Казанского государственного университета (1941 г.). Работает в КХТИ (КГТУ) с 1947 года.

     Область научных интересов: электрохимическое осаждение металлов и сплавов из растворов, содержащих комплексные соединения, в условиях постоянного и импульсного тока; электрохимическая технология (функциональная гальванотехника, перспективные технологии получения функциональных гальванических покрытий металлами и сплавами), новые научные направления в функциональной гальванотехнике, перспективные технологии поверхностной обработки материалов); педагогика высшей школы (воспитание творческой личности студента с высокой интеллектуальной ответственностью за ноо-экологические последствия в своей профессиональной деятельности).

     Руководит темой: "Электроосаждение металлов и сплавов с d-структурой из электролитов, содержащих комплексы и ПАВ" (медные, цинковые, никелевые, оловянные покрытия и покрытия сплавами цинк-медь, цинк-никель, олово-никель). Выясняет роль объемного и поверхностного комплексообразования при катодном выделении металлов и сплавов. Соавтор 9 изобретений.