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第8章 电解质溶液 1

8.1 电化学系统 1

8.2 电解质溶液的导电机理与Faraday定律 3

8.2.1 电解质溶液的导电机理 3

8.2.2 物质的量的基本单元 4

8.2.3 Faraday电解定律 6

8.3 离子的电迁移 6

8.3.1 离子的电迁移率 6

8.3.2 离子的迁移数 8

8.3.3 离子迁移数的测定 11

8.4 电解质溶液的导电能力 15

8.4.1 电导与电导率 15

8.4.2 摩尔电导率 16

8.4.3 摩尔电导率的测定 19

8.4.4 摩尔电导率的决定因素 21

8.5 单个离子对电解质溶液导电能力的贡献 23

8.5.1 导电能力的加和性 23

8.5.2 无限稀薄条件下离子的摩尔电导率 25

8.6 电导法的应用 26

8.6.1 水质的检验 27

8.6.2 弱电解质电离常数的测定 27

8.6.3 难溶盐溶度积的测定 28

8.6.4 电导滴定 29

8.7 强电解质溶液的活度和活度系数 30

8.7.1 电解质的化学势 30

8.7.2 离子平均活度和平均活度系数 32

8.7.3 离子平均活度系数的计算 35

8.8 电解质溶液中离子的规定热力学性质 42

8.8.1 规定及其推论 42

8.8.2 水溶液中离子的热力学性质 44

8.9 带电粒子在相间的传质方向和限度 45

8.9.1 电化学势 46

8.9.2 带电粒子在相间传质方向和限度的判据 48

习题 49

第9章 电化学平衡 53

9.1 化学能与电能的相互转换 53

9.2 可逆电池及可逆电极的一般知识 54

9.2.1 电池的习惯表示方法 54

9.2.2 电极反应和电池反应 55

9.2.3 可逆电池的条件 57

9.2.4 可逆电极的分类 59

9.3 可逆电池电动势的测量与计算 60

9.3.1 电动势的测量 60

9.3.2 电动势的符号 61

9.3.3 电动势与电池中各物质状态的关系——Nernst公式 62

9.3.4 Nernst公式的理论推导 63

9.4 可逆电极电势 64

9.4.1 标准氢电极 65

9.4.2 任意电极的电极电势 65

9.4.3 由电极电势计算可逆电池的电动势 69

9.4.4 甘汞电极 70

9.5 浓差电池及液接电势 71

9.5.1 浓差电池 71

9.5.2 液接电势的产生与计算 72

9.5.3 盐桥的作用 75

9.6 根据反应设计电池 77

9.7 电动势法的应用 79

9.7.1 求取化学反应的Gibbs函数变和平衡常数 79

9.7.2 测定化学反应的熵变 80

9.7.3 测定化学反应的焓变 81

9.7.4 电解质溶液中平均活度系数的测定 84

9.7.5 标准电动势及标准电极电势的测定 85

9.7.6 pH的测定 86

9.7.7 电势滴定 88

9.7.8 电势-pH图及其应用 89

9.8 膜平衡 94

9.8.1 膜平衡与膜电势 94

9.8.2 膜电势的计算 94

9.9 离子选择性电极和电化学传感器 96

习题 98

第10章 应用电化学 102

10.1 电极的极化与超电势的产生 102

10.1.1 电极的极化 102

10.1.2 超电势 104

10.2 不可逆情况下的电池和电解池 109

10.2.1 几个常用名词 109

10.2.2 不可逆情况下电池的端电压和电解池的外加电压 111

10.3 电解池中的电极反应 112

10.4 金属的腐蚀与防护 116

10.4.1 电化学腐蚀 117

10.4.2 防腐蚀方法 117

10.5 化学电源 118

10.5.1 原电池 118

10.5.2 蓄电池 118

10.5.3 燃料电池 119

习题 119

第11章 表面化学与胶体的基本知识 122

11.1 基本概念 122

11.1.1 表面功和表面能 122

11.1.2 表面张力 123

11.1.3 影响表面张力的主要因素 125

11.1.4 巨大表面系统的热力学不稳定性 126

11.2 弯曲表面下的附加压力——Young-Laplace方程 127

11.3 Young-Laplace方程的应用 129

11.3.1 弯曲表面下液体的蒸气压——Kelvin方程 129

11.3.2 固体颗粒大小对于溶解度的影响 131

11.3.3 固体熔点与颗粒半径的关系 132

11.3.4 亚稳相平衡 133

11.4 固-液界面 136

11.4.1 液体对固体的润湿作用 136

11.4.2 液体在固体表面上的铺展 138

11.4.3 毛细现象及表面张力的测定方法 139

11.5 溶液表面 143

11.5.1 溶液的表面张力与表面吸附现象 143

11.5.2 Gibbs吸附方程 144

11.6 表面活性剂 148

11.6.1 表面活性剂的分子结构 149

11.6.2 表面活性剂的分类 151

11.6.3 表面活性剂的应用举例 151

11.7 固体表面 154

11.7.1 固体表面对气体的吸附现象 154

11.7.2 Langmuir吸附理论 156

11.7.3 BET吸附理论 159

11.7.4 Freundlich公式 162

11.7.5 吸附热力学 162

11.7.6 吸附的本质——物理吸附和化学吸附 163

11.8 胶体及其基本特征 164

11.8.1 分散系统的分类 164

11.8.2 胶体的基本特征 165

11.9 胶体的性质 166

11.9.1 胶体的光学性质 166

11.9.2 胶体的动力性质 167

11.9.3 胶体的电性质 171

11.9.4 胶体的稳定性质 175

11.10 胶体的制备与净化 178

11.10.1 胶体的制备 178

11.10.2 胶体的净化 179

11.11 乳状液 179

11.11.1 乳状液的类型与形成 180

11.11.2 乳状液的稳定 181

11.11.3 乳状液的变型与破坏 182

习题 182

第12章 化学动力学基础 186

12.1 基本概念 187

12.1.1 化学反应速率 187

12.1.2 元反应及反应分子数 189

12.1.3 简单反应和复合反应 189

12.2 物质浓度对反应速率的影响 190

12.2.1 速率方程 190

12.2.2 元反应的速率方程——质量作用定律 191

12.2.3 反应级数与速率系数 191

12.3 具有简单级数的化学反应 192

12.3.1 一级反应 192

12.3.2 二级反应 195

12.3.3 三级反应和零级反应 198

12.4 反应级数的测定 202

12.4.1 几点说明 202

12.4.2 r=kcn A型反应级数的测定 203

12.4.3 r=kcα A cβ B…型反应级数的测定 209

12.5 温度对反应速率的影响 212

12.5.1 经验规则 212

12.5.2 Arrhenius公式 213

12.6 活化能及其对反应速率的影响 215

12.6.1 元反应的活化能 215

12.6.2 微观可逆性原理及其推论 215

12.6.3 复合反应的活化能 218

12.6.4 活化能对反应速率的影响 219

12.6.5 Arrhenius公式的修正 220

12.6.6 活化能的求取 221

12.7 元反应速率理论 223

12.7.1 碰撞理论 223

12.7.2 势能面和反应坐标简介 230

12.7.3 过渡状态理论 233

12.7.4 两个速率理论与Arrhenius公式的比较 238

12.8 反应机理 240

12.8.1 对峙反应 240

12.8.2 平行反应 242

12.8.3 连续反应 243

12.8.4 链反应 246

12.8.5 稳态假设与平衡假设 250

12.8.6 反应机理的推测 255

12.8.7 微观反应动力学简介 258

12.9 非理想反应与快速反应 259

12.9.1 非理想元反应的速率方程 260

12.9.2 快速反应的测定方法 261

12.10 催化剂对反应速率的影响 263

12.10.1 催化剂和催化作用 263

12.10.2 催化机理 264

12.10.3 催化剂的一般性质 266

12.11 均相催化反应和酶催化反应 267

12.11.1 均相催化反应 267

12.11.2 酶催化反应 269

12.12 复相催化反应 272

12.12.1 催化剂的活性与中毒 272

12.12.2 催化剂表面活性中心的概念 273

12.12.3 气-固复相催化反应的一般步骤 274

12.12.4 催化作用与吸附的关系 275

12.13 溶剂对反应速率的影响 281

12.13.1 溶剂与反应物分子无特殊作用 281

12.13.2 溶剂与反应物分子有特殊作用 282

12.14 光化学反应 284

12.14.1 光化学基本定律 284

12.14.2 光化学反应的特点 286

12.14.3 光化学反应的速率方程 287

12.14.4 光化学平衡 288

12.14.5 激光化学简介 290

习题 291

习题参考答案 301

附录 306

附录A 本书中一些量的名称和符号 306

附录B 本书中一些量的单位符号 308

附录C 本书中所用的单位词头符号 308

附录D 298.15K时水溶液中某些物质的标准热力学数据 309

附录E 298.15K时一些电极的标准电极电势 309