电化学基础教程.pdf

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书籍描述

目录
第1章 绪论
1��1电化学简介1
1��2电化学的历史2
1��3电化学研究领域的发展3
1��4本书结构与学习方法4
复习题5
第2章 导体和电化学体系 6
2��1电学基础知识6
2��1��1电场与电势6
2��1��2导体及其在电场中的性质7
2��2电子导体的导电机理8
2��3离子导体的导电机理9
2��3��1电解质溶液9
2��3��2熔融电解质和离子液体9
2��3��3无机固体电解质10
2��3��4聚合物电解质11
2��4电化学体系11
2��4��1两类电化学装置11
2��4��2从电子导电到离子导电的转换13
2��5法拉第定律14
复习题15
第3章 电解质深液 16
3��1离子水化16
3��1��1电解质的分类16
3��1��2水的结构与水化焓16
3��1��3离子的水化膜18
3��1��4固/液界面的水化膜19
3��2电解质溶液的活度20
3��2��1活度的概念20
3��2��2离子的平均活度21
3��2��3离子强度定律21
3��3电迁移22
3��3��1电解质溶液的电导率23
3��3��2离子的淌度24
3��3��3离子迁移数27
3��3��4水溶液中质子的导电机制28
3��4扩散29
3��4��1Fick第一定律29
3��4��2Fick第二定律31
3��4��3扩散系数32
3��5离子氛理论33
3��5��1离子氛的概念33
3��5��2松弛效应与电泳效应34
3��5��3盎萨格(Onsager)极限公式35
3��5��4交流电场和强电场对电解质电导的影响35
复习题36
第4章 电化学热力学 37
4��1相间电势与可逆电池37
4��1��1内电势与外电势37
4��1��2界面电势差38
4��1��3电化学势与费米能级39
4��1��4可逆电池40
4��2电极电势41
4��2��1氢标电极电势与Nernst方程41
4��2��2氢标电极电势在计算中的应用43
4��2��3可逆电极44
4��3液体接界电势45
4��4离子选择性电极47
4��4��1膜电势47
4��4��2玻璃电极48
4��4��3其他类型的离子选择性电极49
复习题50
第5章 双电层 52
5��1双电层简介52
5��1��1双电层的形成52
5��1��2离子双层的形成条件53
5��1��3理想极化电极与理想不极化电极54
5��2双电层结构的研究方法55
5��2��1电毛细曲线55
5��2��2微分电容曲线57
5��2��3零电荷电势59
5��2��4离子表面剩余量60
5��3双电层结构模型的发展61
5��3��1Helmholtz模型与Gouy��Chapman模型61
5��3��2Gouy��Chapman��Stern模型62
5��3��3Grahame模型与特性吸附68
5��3��4Bockris模型与溶剂层的影响71
5��4有机活性物质在电极表面的吸附72
5��4��1有机物的可逆吸附73
5��4��2有机物的不可逆吸附76
复习题76
第6章 电化学动力学概论 78
6��1电极的极化78
6��1��1极化与过电势78
6��1��2极化曲线与三电极体系78
6��1��3稳态极化曲线的测量80
6��2不可逆电化学装置82
6��3电极过程与电极反应83
6��3��1电极过程历程分析83
6��3��2电极反应的特点与种类85
6��4电极过程的速率控制步骤85
6��4��1速率控制步骤85
6��4��2常见极化类型87
6��4��3电极过程的特征及研究方法88
复习题89
第7章 电化学极化 90
7��1电化学动力学理论基础90
7��1��1化学动力学回顾90
7��1��2电子转移的动态平衡与极化本质92
7��1��3电子转移动力学理论发展简介94
7��2电极动力学的Butler��Volmer模型95
7��2��1单电子反应的Butler��Volmer公式95
7��2��2传递系数98
7��2��3标准速率常数99
7��2��4交换电流密度100
7��3单电子反应的电化学极化101
7��3��1电化学极化下的Butler��Volmer公式101
7��3��2Tafel公式102
7��3��3线性极化公式103
7��4多电子反应的电极动力学104
7��4��1多电子反应的Butler��Volmer公式105
7��4��2多电子反应的电化学极化107
7��5电极反应机理的研究108
7��5��1利用电化学极化曲线测量动力学参数108
7��5��2电极反应的级数109
7��5��3平衡态近似与电极反应历程分析110
7��6分散层对电极反应速率的影响――ψ1效应112
7��6��1分散层电势差对电极动力学的影响112
7��6��2考虑了ψ1电势的动力学公式113
7��6��3过硫酸根离子还原极化曲线分析113
7��7平衡电势与稳定电势115
7��7��1稳定电势115
7��7��2如何建立平衡电势116
复习题117
第8章 浓度极化 119
8��1液相传质119
8��1��1液相传质方式119
8��1��2液相传质流量120
8��1��3支持电解质121
8��2扩散与扩散层122
8��2��1稳态扩散与非稳态扩散122
8��2��2扩散层123
8��3稳态扩散传质规律123
8��3��1理想稳态扩散124
8��3��2稳态对流扩散125
8��4可逆电极反应的稳态浓度极化129
8��4��1产物不溶130
8��4��2产物可溶,且产物初始浓度为零131
8��4��3产物可溶,且产物初始浓度不为零132
8��4��4电化学极化和浓度极化特点比较134
8��5电化学极化与浓度极化共存时的稳态动力学规律134
8��6流体动力学方法简介137
8��6��1旋转圆盘电极137
8��6��2旋转环盘电极140
8��7电迁移对扩散层中液相传质的影响141
8��8表面转化步骤对电极过程的影响143
8��8��1表面转化步骤控制时的动力学公式143
8��8��2均相表面转化与液相传质共同控制时的动力学公式144
复习题146
第9章 基本暂态测量方法与极谱法 147
9��1电势阶跃法147
9��1��1平面电极的大幅度电势阶跃148
9��1��2时间常数152
9��1��3微观面积与表观面积155
9��1��4球形电极的半无限扩散156
9��1��5微电极158
9��1��6准可逆和不可逆电极反应的电势阶跃160
9��2电流阶跃法162
9��2��1电流阶跃下的粒子浓度分布函数163
9��2��2可逆电极反应的电势�彩奔淝�线165
9��2��3不可逆电极反应的电势�彩奔淝�线166
9��2��4电极反应动力学参数测量方法小结167
9��3滴汞电极与极谱法168
9��3��1滴汞电极168
9��3��2扩散极谱电流169
9��3��3极谱波171
复习题173
第10章 实际电极过程 175
10��1电催化概述175
10��2氢电极过程176
10��2��1氢在电极上的吸附177
10��2��2氢的阴极还原178
10��2��3氢的阳极氧化181
10��3氧电极过程183
10��3��1氧的阴极还原机理184
10��3��2氧在电极上的吸附185
10��3��3氧阴极还原的电催化剂187
10��3��4氧的阳极氧化机理188
10��4金属阴极过程188
10��4��1金属阴极过程基本特点189
10��4��2简单金属离子的阴极还原190
10��4��3金属配离子的阴极还原191
10��4��4电结晶192
10��4��5电解法制备金属粉末194
10��4��6电铸194
10��5金属阳极过程195
10��5��1正常的金属阳极溶解过程195
10��5��2金属的钝化196
10��5��3金属的自溶解197
10��5��4金属腐蚀与防护200
10��5��5金属电解加工与抛光202
10��5��6电池中锌电极的阳极过程203
10��5��7铝合金的阳极氧化204
复习题206

内容简介
本书系统介绍了电化学的基本原理、方法及应用,注重物理化学与电化学的知识体系衔接,重视基本概念的阐述,内容新颖、难易适中。全书分为四个部分,第一部分介绍电化学体系的组成以及导体和电解质溶液的性质(第1~3章);第二部分介绍电化学热力学原理以及电极/溶液界面双电层的结构、性质和研究方法(第4、5章);第三部分介绍电极过程动力学基本原理及研究方法(第6~9章);第四部分介绍化学电源、电镀、电解、腐蚀防护等领域一些实际电极过程的基本原理(第10章)。
本书主要供高等院校应用化学、物理化学及相关专业作为电化学原理教材使用,也可供化学电源、表面处理、工业电解、腐蚀防护、电分析化学、材料电化学等领域的教学、科研、技术人员参考。

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