应用电化学-第1章.pdf

应 用 电 化 学 讲课教师：邱于兵 材料与环境化学研究室 金属腐蚀与防护研究所 化学楼701室 2005-2006第一学期课程安排 讲课：32学时 时间、地点： 1-8 周 周二，7-8节，西十二，S103 周四，3-4节，西十二，S103 参考教材 《应用电化学》 杨绮琴等编 中上大学出版社 《应用电化学》 邝生鲁等编 华中科技大学出版社 《理论电化学》 郭鹤桐、刘淑兰编 宇航出版社 主要内容 第一章 绪论 第二章 电极与电极过程概述 第三章 “ 电极/溶液”界面的构造与性质 第四章 不可逆电极过程 第五章 液相传质过程与浓差极化 第六章 电荷转移步骤动力学与电化学极化 第七章 金属腐蚀与防护 第八章 化学电源 第九章 电化学工业 第十章 表面精饰 第一章 绪论 1.1 什么是电化学 1.2 应用电化学涉及的领域 1.3 本课程的学习要求 1.1 什么是电化学 1.1 什么是电化学 1.1.1 电化学的定义 1.1.2 电化学的发展 1.1.3 电化学的研究领域 1.1.1 电化学的定义 1.1.1 电化学的定义 研究物质的化学性质或化学反应与电的关系 的科学 。 电化学是研究电与化学变化之间的关系，即 立足于物质与电流的磁、热、化学作用。 研究电能与化学能相互转化及转化过程规律 的科学。 1.1.1 电化学的定义 研究电化学平衡（热力学范畴）与电化 学反应速度（动力学范畴）的科学。 研究带电界面上所发生现象的科学。 研究载流子（电子、空穴、离子）在电 化学体系（特别是离子导体和电子导体 的相界面及其邻近区域）中的输运和反 应规律的科学。 1.1.1 电化学的定义 如把将来的展望考虑进去，科学家提出应将 电化学定义为： 控制离子、电子、量子、导体、半导体、 介电体间的界面及本体溶液中荷电粒子的 存在和移动的科学技术。 对于电化学是什么的命题，可以说目前还 没有一个确切的说法。从不同的角度可以 给出不同的定义。 1.1.2 电化学的发展 1.1.2 电化学的发展 电化学热力学（19世纪-20世纪初） 研究平衡状态下的电化学体系，涉及 的主要问题是化学能与电能之间转换的规 律。（电源、电解、电合成，法拉第定 律、能斯特方程、电解质溶液特性、界面 结构等） 1.1.2 电化学的发展 意大利的解剖学家Luigi Galvani在解剖青蛙 时发现，不同金属的两端接触青蛙时有电流 通过，这种电流称为动物电(1791年) 。 这个现象被同国的物理学家Alessandro Count Volta进行了补充实验，于1799年发 明了第一个原电池，1800年3月被证实为 Volta 电堆。这种电池称为Galvani (伽伐尼) 电池，电动势的单位称为Volta (使电流流动 的力) 。这个电池的发明使利用电动势和电 流方面的研究成为可能。 1.1.2 电化学的发展 1800年，英国的William Nicholson及Sir Anthony Carlisle做了水电解的研究工作。 1807年，Sir Humphry Davy用电解制备碱金 属，得到钠和钾。 1820年，丹麦的物理学家Hans Christian Oersted发现了电流