電気化学の必須知識と電気化学測定の実際と応用

電気化学には酸化還元平衡をはじめとして様々な溶液内化学平衡が含まれるが、電池、鍍金などの電気化学の応用分野では、溶液内化学平衡の理解と実践が意外と軽視されている。本セミナーでは、溶液内化学平衡について解説し、これを基にした電気化学測定法 (ポテンシオメトリー,アンペロメトリー,ボルタンメトリー,クーロメトリーなど) の原理とその実際について述べる。最後には、電池や光電池についても、我々の研究を含めて述べたい。

1. 酸化還元平衡
   1. 酸化反応と還元反応
   2. 電気化学ポテンシャル
   3. 電池と起電力
   4. 標準電極電位
   5. ネルンストの式
2. 分配平衡と膜平衡
   1. 分配平衡
   2. 膜平衡
   3. pH電極
   4. イオン選択性電極
3. 電気化学測定法の原理と実際
   1. ポテンシオメトリー (電位差測定法)
      1. 原理:起電力の発生
      2. 装置 (指示電極、参照電極、セル)
      3. 実例 (酸化還元滴定、pH滴定など)
   2. アンペロメトリー (電流測定法)
      1. 原理:電流の発生
      2. 装置 (ポテンシオスタット、作用電極、参照電極、電解セル)
      3. 実例 (フェロシアンイオンの定量、酵素電極によるOHラジカルの定量)
   3. ボルタンメトリー
      1. 原理:電極反応と電流―電位曲線
      2. 装置 (ポテンシオスタット、作用電極、参照電極、電解セル)
      3. 各種のボルタンメトリー
         • ポーラログラフィー、サイクリックボルタンメトリー、微分パルスボルタンメトリーなど) とその実例
   4. クーロメトリー
      1. 原理:電気量の測定
      2. 装置 (ポテンシオスタット、作用電極、参照電極、電解セル)
      3. フロークーロメトリーとその実例
4. 電池および光電池
   1. 化学電池と物理電池
   2. 電池の種類とその発電原理
      1. 一次電池 (ボルタの電池、ダニエル電池、マンガン乾電池、など)
      2. 二次電池 (鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル・カドミウム電池など)
      3. 燃料電池
   3. 光電池
      1. 物理電池 (シリコン型太陽電池、色素増感電池)
      2. フラーレンを用いる光電気化学蓄電池 (講演者からの話題)
• 質疑応答・名刺交換