应用电化学自考广东

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全书共分为八章：电化学理论基础；电催化过程；化学电源；金属的表面精饰；无机物的电解工业；有机物的电解合成；电化学传感器和电化学腐蚀与防护。书中还列有重要参考文献和习题，以便于读者自学。本书可作为高等院校化学、化工等专业的教学用书和研究生的参考教材，也可供从事电化学教学、科研和生产的有关人员参考。 前言第一章 电化学理论基础1电化学体系的基本单元1电极2隔膜3电解质溶液4电解池的设计与安装2电化学过程热力学1可逆电化学过程的热力学2不可逆电化学过程的热力学3非法拉第过程及电极/溶液界面的性能1电极的电容和电荷2双电层理论概要3零电荷电势与表面吸附4法拉第过程和影响电极反应速度的因素1电极反应种类和机理2电化学实验及电化学电池的变量3影响电极反应速度的因素及电极的极化4电极反应动力学简介5物质传递控制反应绪论1物质传递的形式2稳态物质传递6电化学研究方法介绍1稳态和暂态2电位扫描技术——循环伏安法3控制电位技术——单电位阶跃法4控制电流技术——恒电流电解5光谱电化学方法参考文献第二章 电催化过程1电催化原理1电催化的类型及一般原理2影响电催化性能的因素3评价电催化性能的方法2氢电极反应的电催化1氢气析出的电催化2氢氧化反应的电催化3氧电极反应的电催化1氧气的电催化还原2氧析出反应的电催化4有机小分子的电催化氧化1有机小分子在单金属电催化剂上的氧化2有机小分子在二元或多元金属电催化剂上的氧化3有机小分子在金属及金属氧化物催化剂上的氧化4有机小分子氧化电催化剂的制备5有机小分子氧化催化剂的表征及反应机理探讨参考文献第三章 化学电源1概述1主要术语2化学电源的主要性能3化学电源的选择和应用2一次电池1一次电池的通性及应用2碱性锌锰电池3其他几种锌一次电池4锂电池3二次电池1二次电池的一般性质及应用2铅酸蓄电池3碱性Ni/Cd电池4氢镍电池5锂电池和锂离子电池6Na/NiCl2二次电池7处于研究、开发中的锌二次电池4燃料电池1燃料电池的历史和发展2燃料电池的特点和分类3国内外燃料电池的研究现状4质子交换膜燃料电池参考文献第四章 金属的表面精饰1金属电沉积和电镀原理1简单金属离子的还原2金属络离子的还原3金属共沉积原理4金属电结晶动力学5金属电沉积过程中表面活性物质的作用2电镀过程1镀层应具有的主要性能2影响镀层质量的因素3电镀生产工艺4几种典型的电镀过程5塑料的金属化涂装3金属的阳极氧化1金属阳极氧化原理2铝的阳极氧化3钛的阳极氧化4电泳涂装技术1阳极电泳涂装2阴极电泳涂装参考文献第五章 无机物的电解工业1概述2氯碱工业1隔膜槽电解法2汞槽电解法3离子膜槽电解法4氯碱工业未来发展的展望3氯酸盐和高氯酸盐的电合成1氯酸钠2高氯酸盐4锰化合物的电解合成1电解MnO2高锰酸钾5电解法生产过氧化氢6水的电解参考文献第六章 有机物的电解合成1概述2有机电合成的若干发展方向3已二腈的电解合成4四烷基铅5糖精6苯二酚7有机化合物的电化学氟化8均匀设计法在有机电化学合成工艺中的应用9国外有机物电解合成研究动向1阳极氧化反应2阴极还原反应参考文献第七章 电化学传感器1概述1化学传感器分类2电位型传感器简介2控制电位电解型气体传感器1控制电位电解型气体传感器的发展2Clark电极3控制电位电解型气体传感器的结构原理4气体扩散电极在气体传感器中的应用5电流型气体传感器的几个性能指标6新一代SPE控制电位电解型气体传感器的研制3生物电化学传感器1生物传感器的分类2酶传感器参考文献第八章 电化学腐蚀与防护1金属腐蚀与防护的意义2金属的电化学腐蚀3腐蚀电池4电势-pH图及其在金属防护中的应用1Fe-H2O体系的φ-pH图的构作2Fe-H2O体系的φ-pH图在金属防护上的应用5金属的电化学防腐蚀参考文献全书思考题和习题

电化学（Electrochemistry）是研究电和化学反应相互关系的科学，即研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现（如氧通过无声放电管转变为臭氧），二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。由于放电化学有了专门的名称，因而，电化学往往专门指“电池的科学”。 电化学如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。在物理化学众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。其应用分为以下几个方面：①电解工业：其中氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；②机械工业：要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；③环境保护：用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；④化学电源；⑤金属防腐蚀：大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；⑥许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理；⑦应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法，已成为实验室和工业监控不可缺少的手段。现在电化学热点问题多，如电化学工业、电化学传感器、金属腐蚀、生物电化学、化学电源等。一、电化学两种原理原电池是将化学能转变成电能的装置。根据定义，普通的干电池、燃料电池等都可以称为原电池。原电池，与蓄电池相对，又称非蓄电池，是利用两个电极之间金属性的不同，产生电势差，从而使电子流动，产生电流，是电化电池的一种，其电化反应不能逆转，只能将化学能转换为电能，简单来讲就是不能重新储存电力。原电池工作原理：原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生，从而在外电路中产生电流。电解池是将电能转化为化学能的装置。电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。二、电化学的发展电学最早起源于静电起电，1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象，一般认为这是电化学起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”，即现今所谓“伏打堆”，这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前，各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。19世纪下半叶，赫尔姆霍兹和吉布斯的工作，赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义；1889年能斯特用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系，即著名的能斯脱公式；1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论，大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。20世纪40年代以后，电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用，使人们可以研究快速和复杂的电极反应，可提供电极界面上分子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科，它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。三、电化学研究内容电池由两个电极和电极之间的电解质构成，因而电化学的研究内容应包括两个方面：一是电解质的研究，即电解质学，其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等，其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论；另一方面是电极的研究，即电极学，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。四、电化学分析方法电化学分析法（electrochemical analysis）也称电分析化学法，是基于物质在溶液中的电化学性质基础上的一类仪器分析方法，由德国化学家C温克勒尔在19世纪首先引入分析领域，仪器分析法始于1922年捷克化学家 J海洛夫斯基建立极谱法。通常将试液作为化学电池的一个组成部分，根据该电池的某种电参数（如电阻、电导、电位、电流、电量或电流-电压曲线等）与被测物质的浓度之间存在一定的关系而进行测定的方法。电分析化学是利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学，它是电化学和分析化学学科的重要组成部分，与其它学科，如物理学、电子学、计算机科学、材料科学以及生物学等有着密切的关系。电分析化学已经建立了比较完整的理论体系。电分析化学既是现代分析化学的一个重要分支，又是一门表面科学，在研究表面现象和相界面过程中发挥着越来越重要的作用。电化学分析法是应用电化学原理和技术，利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法，其操作方便。许多电化学分析法既可定性，又可定量；既能分析有机物，又能分析无机物，并且许多方法便于自动化，在生产等各个领域有着广泛的应用。

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