现代电化学-第1章电化学基础

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1、现代电化学材料科学与化学工程学院王贵领1参考资料电极过程动力学导论（第三版），查全性，2002电化学原理（修订版）或（第三版）李荻3.电化学方法：原理和应用（第二版）：巴德等，20052第1章：电化学基础1.1什么是电化学电化学是研究化学能和电能之间相互转化以及相关的定律和规则的科学。电化学是研究离子导体的物理化学性质以及电子导体（金属、半导体）和离子导体（电解质溶液、熔盐、固体电解质）之间的界面上所发生的各种伴有电现象的反应过程的科学。电化学经典电化学—电解质溶液理论现代电化学—电子/离子导体界面效应3电化学的产生1、1600年，Gilbert发现摩擦起电。2、1791年

2、，Galvani发现电堆起电现象。3、1799年，Volta制成“伏特电堆”。4、1800年，尼科尔森和卡里斯尔电解了水。5、1807年，Davy电解了熔融的NaOH和KOH。6、1833年，Farady提出“法拉第定律”。……4电化学科学的奇特历史1、早期的四大电化学事件①1791年伽伐尼（LuigiGalvani）的青蛙电击实验结论：在生物学与电化学的偶然事件中有着一种“深奥的联系”②1834年法拉第（MichaelFaraday）发表的电解定律：通过一定量的电荷就会沉积出一定量的物质。m=Q/nFM③1839年格罗夫（WilliamGrove）燃料电池认识到能量转化的重

3、要由于污染、烟雾的苦恼1897年杰克（Jacques）在Harper杂志上谈使用燃料电池作船舶动力的设计，燃料消耗比燃煤少得多。④1905年塔菲尔（JuliusTafle）实验经验塔菲尔公式η=a+blgii=Aexp(Bη/RT)告诉我们为了得到一定电流密度，电极电位自其没有电流通过时的平衡值算起要作多少改变。52、为什么电化学没有得到进一步发展①热力学的发展是十九世纪的伟大成就之一，占据了统治地位,能斯特方程只适应于平衡热力学的情况，而当有电流通过时，则会遭到失败。②社会发展的重要因素能斯特指导转向用内燃机作为能量转换工具污染历史潮流③科学研究：走热力学的老路，即把不可逆

4、过程当成可逆过程来处理是比较容易的，但在溶液中要作出适当的动力学处理被认为是非常难的。④电化学局面的改观俄国较少受能斯特方程的影响。1950年弗鲁姆金的领导下开始考虑电化学动力学上的问题，并在此基础上，开展了广泛的动力学研究。61.2电化学的应用电化学是一门具有广泛应用领域的重要交叉学科，在解决能源、材料、生命以及环境等重大问题上发挥着重要的作用。电解冶金（提取Al、Mg，精炼Cu）化学电源（电池、燃料电池）金属腐蚀与防护（牺牲阳极Mg保护铁管）无机与有机电合成（氯碱工业）电化学表面处理（电镀、抛光）环境保护电化学（废水处理）电化学在生物和医学（治疗和诊断）电化学分析（传感器

5、）7手机、计算器、手提电脑、照相机、摄像机等的电池，汽车的蓄电池，燃料电池－化学电源，利用电化学原理制备的电化学品电身边的电化学8煤气（CO）报警器，交警检测司机喝酒量的检测器，糖尿病人监测血液中葡萄糖含量的检测仪－电化学传感器钢铁厂、纺织厂、化工厂、制药厂以及矿山等排放废水中氰、砷的处理；生活污水，造纸厂、印染厂、食品及酿酒厂废水中有机耗氧物的处理，医院污水中病菌、病毒和寄生虫卵等致病微生物的处理－环境电化学9问题：神州六号，嫦娥登月飞船、舰船潜艇中用到哪些电化学知识？脑电图、心电图等诊断技术；治疗尿毒症的人工肾脏，电化学治癌，电化学控制药物释放－电化学在医学上的应用10美

6、国《纽约时报》发表了“中国秘密宣称水下主权的行动”的文章，在介绍我国这艘潜艇可潜深度以及在南海海地插上国旗后，还将其与俄罗斯北极科考队2007在北极海床插上俄国国旗的行动联系到一起，并表示俄罗斯那次行动曾引发相关国家在北极问题上矛盾激化。《今日美国》报也对中国在南海海地插国旗予以侧重报道，称“中国与文莱、柬埔寨、印尼、马来西亚、菲律宾和越南都宣布对南海和南海岛屿拥有主权，而插国旗的行为传统上被视作是公开宣示或标志对某片领域拥有主权的象征。”极具政治意涵。11美媒刻意强调中国在“争议”海域行动的做法不排除有意挑拨中国与东盟关系的动机。中国此次行动其实是为了寻找公海资源，而美国等

7、媒体主要也是因为自己“没抢着”才有了对中国的这番横加指责。对于国际公海中的资产其实是“谁先占到谁就拥有开采权”，形象地说，中国这次就是“家长为孩子找食儿”的行为，是为“80后”、“90后”开发寻找新资源矿产的行为。美国包括日本、法国、俄罗斯等其实都有寻找公海资源的行为，只不过是在近年来，美国由于国外战事消耗但相比而言中国投资跟进比较大发展也比较快而已。12“蛟龙号”载人潜水器主要技术特点有四：一是在世界上同类型的载人潜水器中具有最大下潜深度7000米，这意味着该潜水器可在占世界海洋面积99.8%的广阔海