工业电化学基础PDF电子书下载

0　绪论 1

0.1　电化学定义及研究内容 1

0.2　电化学现象普遍存在于自然界 3

0.3　电化学技术应用的广泛性 3

0.3.1　化学电源 3

0.3.2　金属的腐蚀与防护 6

0.3.3　电解 7

0.3.4　金属的表面精饰与电化学加工 7

0.3.5　有机电化学 9

0.3.6　生物电化学 9

0.3.7　光电化学 9

0.3.8　环境电化学 10

0.3.9　电化学分析及检测 10

0.4　电化学史话 11

习题 14

参考文献 15

第1章　化学电池、电极与电解质溶液 16

1.1　化学电池 16

1.1.1　原电池的发现 16

1.1.2　化学电池的若干常识 17

1.2　电极反应与法拉第定律 23

1.3　电解质溶液 26

1.3.1　两类导体 27

1.3.2　离子的迁移数及电迁移率 30

1.3.3　离子迁移数的测定方法 32

1.3.4　电导、电导率、摩尔电导率 35

1.3.5　离子的平均活度和平均活度因子 41

1.3.6　电解质溶液理论 44

习题 50

参考文献 50

第2章 实用化学电池与电解的应用 51

2.1　可逆电池与可逆电极 51

2.1.1　可逆电池 51

2.1.2　可逆电极 52

2.2　实用化学电源 54

2.2.1　电池的组成 56

2.2.2　化学电源的主要性能指标 57

2.2.3　化学电源的分类 65

2.2.4　电池性能的测试 66

2.2.5　二次电池的化成与分容 70

2.2.6　常用电池简介 71

2.2.7　废旧电池的危害 86

2.3　电解的应用 87

2.3.1　氯碱工业 87

2.3.2　铜的电解精炼和铝的冶炼 88

2.3.3　电镀与电刷镀 89

2.3.4　电铸 90

2.3.5　阳极氧化 91

2.3.6　电抛光与电解加工 92

2.3.7　电泳 92

2.3.8 电渗析 93

2.3.9　电化学除油 94

习题 95

参考文献 96

第3章　电极电势与电池电动势 97

3.1　电极电位的产生 97

3.1.1　“电极／溶液”界面电势差 97

3.1.2　胶体双电层 100

3.1.3　接触电势 101

3.1.4　液体接界电势及其消除 102

3.1.5　其它因素引起的电极电势 104

3.2　电池电动势的组成与测量、标准电极电势 104

3.2.1 内电位 104

3.2.2　电池电动势的组成 105

3.2.3　标准氢电极和标准电极电势 106

3.2.4　电动势的测定方法 111

3.3　“电极／溶液”界面的基本性质 113

3.3.1　研究“电极／溶液”界面性质的意义 113

3.3.2　电毛细曲线和微分电容曲线 114

3.3.3　关于电子导体和离子导体界面的真实图景 122

习题 124

参考文献 124

第4章　平衡态电化学 125

4.1 自发变化的自由能与电池电动势 125

4.2　能斯特方程 127

4.2.1　电池反应的能斯特方程 127

4.2.2　电池电动势与热力学函数的关系 129

4.2.3　电极电势的能斯特方程式 130

4.3　浓差电池电动势的计算 132

4.4　液体接界电势 134

4.5 电化学势 136

习题 137

参考文献 137

第5章　电极过程动力学 138

5.1　分解电压与极化 139

5.1.1　分解电压 139

5.1.2　电化学极化和浓差极化 140

5.1.3　极化曲线 143

5.1.4　电解池中两极的电解产物 145

5.1.5　金属离子的分离和离子共同析出 147

5.2　电极反应的若干基础知识 148

5.2.1　电极反应的特点 148

5.2.2　电极反应速率的表示方法 149

5.2.3　电极反应的基本历程 150

5.2.4　电极过程的控制步骤 151

5.2.5　如何研究电极过程动力学 153

5.3　“电极／溶液”界面附近液相中的传质过程 153

5.3.1　研究液相中传质动力学的意义 153

5.3.2　扩散、电迁移、对流 154

5.3.3　理想状态下的稳态扩散 156

5.3.4　平面电极上切向液流中的传质过程 157

5.3.5　浓差极化曲线 158

5.3.6　稳态扩散与非稳态扩散 159

5.3.7　静止液体中平面电极上的非稳态扩散过程 160

5.3.8　双电层充放电对暂态电极过程的影响 162

5.4　电化学步骤的动力学 163

5.4.1　改变电极电势对电化学步骤活化能的影响 163

5.4.2　电化学步骤的基本动力学参数 164

5.4.3　电化学极化对净反应速率的影响 166

5.4.4　电化学极化与i/i0的关系 169

5.4.5　平衡电势 171

5.4.6　浓度极化对电化学步骤反应速度和极化曲线的影响 172

5.4.7　影响电极反应速率的因素 174

5.5　氢与氧的电极过程 177

5.5.1　氢析出反应 177

5.5.2　分子氢的氧化 181

5.5.3　氧的电还原 181

5.5.4　氧析出反应 182

5.6　金属电极过程 183

5.6.1　金属的还原过程 183

5.6.2　金属的阳极溶解与钝化现象 188

习题 193

参考文献 194

第6章　电化学测试技术 195

6.1　三电极体系 195

6.1.1　工作电极 197

6.1.2　辅助电极 198

6.1.3　参比电极 198

6.1.4　电解质溶液 202

6.1.5　隔膜 203

6.1.6　盐桥 203

6.1.7　鲁金毛细管 204

6.1.8　电解池 205

6.2　电化学测试仪器 206

6.3　电极动力学过程的研究方法 206

6.3.1　暂态与稳态 206

6.3.2　控制电流法和控制电位法 207

6.4　常见电化学测量技术 208

6.4.1　旋转圆盘电极 208

6.4.2　循环伏安法 210

6.5　电化学研究方法的发展趋势 212

6.5.1　传统电化学研究技术 212

6.5.2　谱学电化学 213

6.5.3　组合电化学 214

习题 215

参考文献 215

第7章　电化学交流阻抗 217

7.1　阻抗之电工学基础 217

7.2　电极过程的等效电路 221

7.2.1　研究电极的等效电路 221

7.2.2　电解槽的等效电路 224

7.3　电化学阻抗的基本条件及其解析 225

7.3.1 电化学阻抗的定义及其四个基本条件 225

7.3.2　EIS谱图的解析 226

7.4　简单电化学系统的EIS谱图 229

7.5　电化学阻抗谱方法研究评价有机涂层 231

7.5.1　涂层性能的EIS测试方法 232

7.5.2　浸泡初期涂层体系的阻抗谱特征 233

7.5.3　浸泡中期涂层体系的阻抗谱特征 234

7.5.4　浸泡后期涂层体系的阻抗谱特征 236

7.5.5　涂层防护性能的评价 237

习题 238

参考文献 238

第8章　金属的腐蚀与防护 240

8.1　金属腐蚀的机理 241

8.1.1　金属腐蚀的本质 241

8.1.2　化学腐蚀与电化学腐蚀 242

8.1.3　腐蚀电池 244

8.1.4　电化学腐蚀的次生过程 249

8.1.5　腐蚀极化图 250

8.1.6　腐蚀动力学 252

8.2　金属腐蚀破坏的形态 255

8.2.1　全面腐蚀 256

8.2.2　局部腐蚀 258

8.3　金属在自然环境中的腐蚀 264

8.3.1　大气腐蚀 264

8.3.2　土壤腐蚀 267

8.3.3　淡水腐蚀 268

8.3.4　海水腐蚀 268

8.4　金属的防腐 270

8.4.1　金属的防腐蚀机理 270

8.4.2　金属腐蚀的控制 272

8.4.3　腐蚀防护设计 278

习题 281

参考文献 282