登陆注册
45044300000001

第1章 电化学概述

电化学是研究电和化学反应之间相互关系的科学。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”,本文就采取这一含义。

电化学的内容

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。

电化学的历史

1791年L.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的起源。1799年A.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,各种化学电源是惟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,经过H.von亥姆霍兹和J.W.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W.H.能斯脱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P.德拜和E.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。电化学的发展与固体物理、催化、生命科学等学科互相渗透。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科。

电化学的应用

在物理化学的众多分支中,电化学是惟一以大工业为基础的学科。它的应用分为以下几个方面:(1)电解工业,其中的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)环境保护可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)金属的防腐蚀问题,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的不可缺少的手段。

同类推荐
  • 科学探究丛书-力

    科学探究丛书-力

    本书主要内容包括以下几方面:力学概述、力学学科分类、力学探源、生活中的力学。
  • 动手做实验丛书--化学实验器材巧用

    动手做实验丛书--化学实验器材巧用

    本系列丛书主要介绍动手做实验,本书详细讲解了化学实验器材巧用等内容。
  • 孩子最爱问的经典科学迷题

    孩子最爱问的经典科学迷题

    孩子的好奇心是与生俱来的,孩子眼中的世界是神奇而又陌生的。在孩子渐渐长大的过程中,应该让他们发挥自己爱问问题的本性,使他们在探知尚未熟悉的世界的过程中成长心智,使他们充分享受到破解迷惑的无穷乐趣,让他们的眼睛永远闪烁智慧与灵性的光芒,让世界在孩子们的眼中揭开一层层神秘的面纱。科普书,尤其是给孩子看的科普书更应该特别用心去写,要了解孩子的心理,从他们感兴趣的角度叙述。鉴于此,我们编写了这本汇集人体、动物、科技、宇宙、自然等各方面经典科学谜题的科普书,以期让孩子了解科学、爱上科学!
  • 天赐珍宝的黄金之城

    天赐珍宝的黄金之城

    本书介绍了中国及世界各地矿产资源丰富有着黄金国度美誉的地方。其中包括著名的中国第一大金矿上杭、闻名世界的黄金产地蓬莱、中国的千年玉都和田等中国资源富庶之地,以及世界最大的钻石砂矿产地纳米比亚、以钻石为生的地方博茨瓦纳等盛产黄金、钻石的地方。
  • 怎样做好物流人员

    怎样做好物流人员

    本书以问答的形式介绍了物流人员的相关知识,内容包括:我国当前的物流中心、我国物流业的发展特点、物流的类型、合理规划装卸搬运作业过程等。
热门推荐
  • 我爱这热闹的生活

    我爱这热闹的生活

    老舍之后“京味文学代表人物”,满族叶赫那拉氏。慈禧太后的侄孙女,隆裕皇后的亲侄女。看“格格”作家笔下的市井生活及烟火气息。生活总是这样,不能叫人处处都满意。但我们还要热情地活下去。人活一生,值得爱的东西很多,不要因为一个不满意,就灰心。作者叶广芩是经历过大风大浪的人。童年家族的兴盛、热闹和欢愉,少年开始的波折和历练,经历过特殊时期,也见识了瞬息万变,冷暖体验都是切肤的。但她却能有一颗不屈从的心,不凡的见识,是洒脱豪迈对生活又极富热心的。这本散文集内容主要是围绕其一家子热热闹闹、风风火火的生活来展开:与女儿顾大玉的成长、教育中碰触的无数火花,九十多岁的公公跟新时代的晚辈(顾大玉)抱持着的固执与可爱,与丈夫到日本生活的种种热闹以及各种哭笑不得好玩有趣的故事,以及记录从医经历时印刻在心中的二三往事。主要体现的是在日常生活中常见又很难得的人间烟火气息。
  • 你离开之后再没有人像你

    你离开之后再没有人像你

    从小相依为命的两姐妹,因父亲的原因而每日被毒打,妹妹七岁那年,姐姐终于忍不住残酷的现实生活而远走他乡却跳河身亡。妹妹没了依靠,父亲又重新娶了一个后母,后母为男人生了一个儿子,妹妹在家庭里的地位一再低下,终日在谩骂和毒打的生活中度过过活。仇恨之心日渐增长,在她终于决定解决一切的时候,她的生命中出现了一个与她姐姐的相似的心的人,却也是最可望不可即的。她学会了渐渐地放弃仇恨,放弃怨念。为爱追逐,最终遍体鳞伤,体无完肤。终郁而死。我也有我不想做的事,不想说的话。我并不曾想过要伤害某人,除却我自己。
  • 随心所念

    随心所念

    人在什么时候才会驻立回首,才会仅仅因为阳光照在身上就无比满足,周围再平常不过的事情随时可成为风景又随时可以忽略,这是一种很玄妙的状态,可遇而不可求,所以我打算记下来,喜欢看的人一起感悟,一起欢喜。
  • 山海异史之灵族传说

    山海异史之灵族传说

    前一世,风紫青救下了被人追杀受伤的俞乔晟,后来俞乔晟不忍风紫青在家受后母辱骂之苦便将其迎娶进门...命运之门从最初的一眼就已经打开无法逆转。所以当风紫青死去之时,俞乔晟想到的就是使其魂魄不失,却终是留下遗憾。以至于后来,醒来的第一件事情就是寻找风紫青的转世...灵族不断的有伤亡出现...苏璃被噩梦缠身...神秘的迷魂箫声...风清羽为何三百年不死...虚界之门的背后又是什么...而九尾涂山又有什么阴谋...
  • 竹马校草认栽吧

    竹马校草认栽吧

    喂!喂!她只是帮朋友送一下情书,然后送错了而已,有必要激动得用冷掉的汤水泼她么?以为长得帅就了不起啊?你丫的姑奶奶不吃这一套。帅哥?照整不误!优等生?照打不误!贵族公子?姐姐我来到这个世界就没打算活着回去!!!
  • 战争与风

    战争与风

    一直致力于能够创造出像《冰与火之歌》或者《九州》系列这样的架空世界,在权力与热血的战歌中书写属于自己独有的爱恨情仇,历史与传说。另致——所有历史业余爱好者的一封情书。
  • 盗墓笔记之短文

    盗墓笔记之短文

    瓶邪黑花小短文,温馨虐心样样有QAQ。欢迎大家跳坑哦。
  • 复仇全能魔法公主

    复仇全能魔法公主

    三姐妹本来过着快乐的生活,但有一天,有三个女孩闯入她们的生活。她们以为自己终于获得友谊,没想到,她们被背叛、被骗了,那三个女孩夺走她们的一切。十年后,她们回来了,就是想复仇,告诉那三个女孩,那时候她们的痛苦、伤痛······写得不好请轻喷,毕竟我只是个新手······
  • 快穿之夫人请饶命

    快穿之夫人请饶命

    “为什么要丢下我呢……”祁琛一脸茫然无措的抱着许枍的身体喃喃道。“若是许你一身红衣,一生浪荡不羁,你是不是就不会离开我了?”祁琛一脸温柔的跟怀中人说。“要是没你,我要这些身外之物做什么呢?是不是我让你失望了……”祁琛疯了般抱起满是血色的人儿。……“媳妇儿!”某人向女人扑过来,完成任务回来的女人推开男人,气!感情她虐的都是自家男人?心疼的同时又别扭的不想理某人,到最后还是选择了妥协。“薄荷的花语是:愿与你再度相遇。”——许枍.『作者新手上路,有不好之处请多多指教。』
  • 关山缺

    关山缺

    我们只是过客,或许这是命运,或许这就是结果,但我们要超脱,去寻找我们的天空