Электрохимия

Электрохимические явления связаны с переносом заряда (электронов) и сопровождаются протеканием электрического тока в замкнутой системе.

Электрохимическая наука ведет свое начало с опытов итальянского анатома и физиолога Л.Гальвани на мышцах препарированной лягушки (1771). Был изобретен первый химический источник тока – «вольтов столб» (1799); получены в чистом виде натрий, калий, барий, стронций, кальций, магний; создан электрический аккумулятор и разработан процесс гальванических покрытий, открыты законы электролиза.

Наибольшего подъема электрохимия достигла в ХX в., что было связано с развитием теории электролитов, адсорбции и двойного электрического слоя, электрохимической термодинамики и кинетики. За изобретение метода электрохимического анализа – полярографии чешский ученый Я.Гейровский удостоен Нобелевской премии (1959). Значительное развитие получила прикладная электрохимия – гальванотехника, гальванопластика, электрохимические производства, химические источники тока и другие технические разработки.

Казанские ученые внесли большой вклад в развитие фундаментальной и прикладной электрохимической науки: работы А.С.Савельева по гальванике и электричеству, исследования Н.П.Слугинова по электрохимическим процессам при электролизе, использование А.М.Бутлеровым электрохимического метода для синтеза углеводородов, А.Е.Арбузовым – полярографического метода для изучения таутомерии гидразонов и других азометинов.

Проведены работы по электрохимии неорганических соединений в огнежидком (расплавленном) состоянии (А.Я.Богородский), по изучению коллоидно-электрохимических систем (А.Ф.Герасимов), электроаналитической химии (А.М.Васильев) и вопросам комплексообразования в водных растворах (В.Ф.Торопова).

В 1930-е гг. Казань становится одним из центров развития электрохимической науки в стране. На кафедре физической и коллоидной химии Казанского химико-технологического института была создана электрохимическая лаборатория, на базе которой началась подготовка инженеров-электрохимиков, установлена тесная связь с промышленными предприятиями.

Под руководством Г.С.Воздвиженского разрабатывались актуальные вопросы гальванотехники, им создано научное направление по электродекристаллизации металлов и сплавов; проводились исследования катодных и анодных процессов с участием ионов металлов, катодного выделения и адсорбции водорода (Г.П.Дезидерьев).

Под руководством С.М.Кочергина изучались структура и текстура электрохимических покрытий металлами и сплавами, воздействие ультразвука на электродные процессы. Выполнены работы в области электрокатализа (В.Н.Никулин), электрохимической адсорбции поверхностно-активных веществ (Г.А.Добреньков), полимерных электрохимических покрытий (Г.Я.Вяселева), проведены исследования реакций в газовых электрических разрядах (К.Н.Мочалов). Изучена роль комплексообразования и протонного влияния в электродных процессах катодного осаждения и анодного растворения металлов и сплавов (Н.В.Гудин, С.И.Березина).

Значительный вклад в развитие теории неводных растворов полимерных электролитов внес В.П.Барабанов. Р.С.Сайфуллиным создано научное направление – получение композиционных электрохимических покрытий и материалов. Разработанные им и его учениками (И.А.Абдуллин, И.Г.Хабибуллин и др.) новые материалы используются в приборостроении и машиностроении.

В области прикладной электрохимии важную роль сыграли работы по теории и технологии анодного окисления металлов и сплавов (А.Ф.Богоявленский), по катодным процессам осаждения металлов, анодной обработке и пассивации металлов (Ф.Ф.Файзуллин и др.), по моделированию процессов формирования и коррозионного разрушения электрохимических покрытий (И.Н.Андреев).

Выполнены исследования: по совершенствованию технологий функциональной гальванотехники, разработке методов мониторинга и защиты от локальной коррозии хромникелевых сплавов, технологий высокоскоростного селективного электроосаждения металлов и сплавов (Р.А.Кайдриков, Б.Л.Журавлёв, Я.В.Ившин).

Проведены работы по электрохимическому синтезу наночастиц оксидов металлов, многофазных металл-оксидных и интерметаллических систем (А.Ф.Дресвянников), электроосаждению металлов и сплавов из комплексных электролитов с добавками поверхностно-активных веществ (Н.Б.Березин).

В области теоретической электрохимии создано научное направление, основанное на использовании кластерной модели электродной поверхности, методов квантовой химии и квантово-механической теории (М.С.Шапник, А.М.Кузнецов), что позволило решить ряд фундаментальных проблем электрохимической науки. Получило развитие компьютерное квантово-химическое моделирование электродных процессов (Р.Р.Назмутдинов).

Научные разработки казанских ученых широко используются для получения гальванических покрытий, точных металлических копий, композиционных материалов, в процессах обезвреживания производственных сточных вод и других сферах деятельности.

Исследования по электрохимии проводятся в Казанском технологическом университете, институте органической и физической химии Казанского научного центра Российской академии наук, Казанском университете, Казанском техническом университете.

Колотыркин Я.Москва, Петрий О.А. Достижения и задачи теоретической и прикладной электрохимии // Вестник РАН. 1983. Том 53, № 6.

Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Г.А. Электрохимия: Учебник для вузов. Москва, 2001.

Кузнецов А.М. Профессор Г.С.Воздвиженский: Жизнедеятельность, воспоминания, очерки и материалы. Казань, 2005.

Автор – А.М.Кузнецов