应用电化学 课件 第一章 绪论和溶液理论

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1、应用电化学单位：化学学院应用化学系讲课老师：易捷应用电化学参考教材1.<<应用电化学>>贾梦秋,杨文胜主编,高等教育出版社2.<<应用电化学>>杨辉,卢文庆编,科学出版社3.<<应用电化学>>杨绮琴等编著，中山大学出版社4.<<电化学原理>>李荻主编,北京航空航天大学出版社.5.<<应用电化学>>H.T.库特利雅夫采夫著,科学出版社6《电化学测试技术》刘永辉主编，北京航空航天大学出版社，应用电化学教学安排计划总课时32课时电化学基础理论讲6课时电化学应用讲26课时.应用电化学第一章绪论本章主旨1.1电化学发展史1.2电化学的应用1.3

2、电化学方法的优缺点1.4法拉第定律应用电化学电能化学能电解电池电化学主要是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。1.1电化学的发展史应用电化学电化学诞生于18-19世纪。1．在1791年，Galvani（伽划尼）从事青蛙生理功能的研究时，首先偶然构成了电化学电路。2．1799年伏特（Volta）将锌片与铜片叠起来，中间用浸有硫酸的毛呢隔开，构成电堆。这是世界上出现的第一个化学能转化为电能的化学电源。3．1800年英国的尼科尔逊和卡里斯尔采用伏打电池电解水获得成功，这是电解水的第一次尝试。使人们认识到可以将电用于化学

3、研究。应用电化学4．1807年戴维用电解法析出金属钾和钠。5.大量的生产实践和科学实验知识的积累推动了电化学理论工作的发展。1833年得到了法拉第定律。6.随后电化学理论又获得了进一步的发展，1887年阿累尼乌斯提出了电离学说。应用电化学7．1889年Nernst建立了电极电势公式，提出了电极电势与电极反应各组分浓度间关系的Nernst公式。6．十九世纪70年代Helmholtz首次提出了双电层的概念8．1905年Tafel测定了在各种金属上析氢的电化学反应速率，确定了氢过电势和电流密度的关系，从而提出了Tafel方程。Tafel方程

4、是电化学动力学的第一定律。应用电化学9.20世纪40年代前苏联科学家弗鲁姆金奠定了从化学动力学角度作了大量的工作，后来英美科学家等在这方面又作了奠基性工作，推动了电化学理论的发展，开始形成以研究电极反应速率及其影响因素为主要对象的电极过程动力学，并使之成为现代电化学的主体10．20世纪后半期电化学科学又有了迅速发展，出现了量子电化学，生物电化学等分支学科。11.我们国家在电化学方面做出重要贡献的科学家：中科院院士查全性、田昭武；中国工程院院士衣宝廉应用电化学电化学应用领域的进展应用电化学的主要任务是多方面的：其中重要的有：电化学新能源

5、体系的开发和利用，金属表面的精饰，电化学腐蚀与防护，电冶金，电化学传感器的开发，有机物和无机物的电解合成，电化学控制和分析方法等应用电化学1.在电冶金中的应用。电冶金是用电流制取和净化金属，包括电浸取和电精炼.1．比如熔融盐电解是工业上获取铝、钛、碱金属和碱土金属的唯一方法，高纯度的铜、银、铅、铋镍及锡通过电解的方法精练出来的。2.在材料方面的应用。电化学方法生产各种表层功能材料和金属基复合结构材料。比如通过电镀可以使产品获得金属防护层或具有特种功能的表面层。应用电化学3.在电化学合成领域的应用。电化学方法可以制取氢、氧、过硫酸盐、高

6、氯酸盐、氯气，氟、己二腈及碱类等其他物质。4.电化学在环境保护技术中的应用，如用化学电源代替内燃机作为动力电源可以大大减少环境污染的机会。再如在环境污染的治理方面，不但电解法被大量用于污水治理，而且还可以借助于电渗析和应用原电池处理污水。应用电化学5.在能源方面的应用：利用半导体电化学组成光电化学电池，将太阳能转变为电能。如果人们能够将1%的地球上的太阳能以1%的效率加以利用，就能够解决地球的全部能源问题。蓄电池等。6.在金属腐蚀与防护中的应用。应用电化学．7.电化学在生物科学中的应用。生物体内的细胞膜起着电化学电极的作用。生物体内的

7、双电层与电势差的存在，使得通过神经传递信息、电麻醉、心电图、脑电图等成为与电化学有关的现象，若能通过电化学与其他科学相结合，弄清楚动物肌体细胞生长的机理问题，必将对战胜癌症，心脏病、关节炎等疾病发挥重要作用。电化学方法可以治疗癌症。应用电化学8.此外电化学传感器在生物科学与医学的研究及诊断方面，也是十分有用的。电化学与生物学相结合而形成的交叉学科——生物电化学正在快速的发展。应用电化学这是由国家自然科学基金委员会组织，中国化学会电化学专业委员会和复旦大学化学系协办的电化学"十一五"学科发展规划化会制定的。吴浩清院士、田昭武院士、查全性

8、院士、杨裕生院士和衣宝濂院士等10多位专家从能源、材料、生命、信息、环境以及纳米科学角度作了引导发言或主题报告，介绍了电化学科学和技术的未来发展方向和我国电化学基础研究的战略发展重点。最后制定了电化学“十一五”学科发展规