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绪言 1

第一章 电解质溶液的物理化学性质 3

第一节 离子导体 3

一、电解质水溶液 3

二、熔融电解质 4

三、固体电解质 5

第二节 电解质的活度和活度系数 5

一、活度和活度系数 5

二、德拜-休克尔方程 6

第三节 电导和迁移数 7

一、迁移数和离子淌度 7

二、电导率和摩尔电导率 8

第四节 扩散系数及其与淌度、粘度的关系 10

第五节 电导测定及其应用 12

一、两类电化学装置 15

第一节 电化学体系 15

第二章 电化学反应热力学 15

二、电化学体系的界面电位差 16

第二节 电化学位和电极电位 17

一、内电位、外电位和电化学位 17

二、电极电位和能斯特方程式 19

第三节 电动势和理论分解电压 21

第四节 电位-pH图 23

第五节 电动势的测定及其应用 26

一、电动势的测定 26

二、参比电极 27

三、有关物理化学数据的求算 29

四、电动势测定在分析化学上的应用 31

第三章 电极过程动力学及有关电化学测量方法 33

第一节 双电层及其结构 33

一、双电层的类型及结构模型 33

二、双电层电容 34

三、电毛细曲线与零电荷电位 36

第二节 极化和电极过程 37

一、极化和稳态极化曲线的测量 37

二、电极过程和控制步骤 39

第三节 稳态扩散和浓差极化方程式 40

一、液相传质及电极表面附近浓度的分布 40

二、稳态扩散的电流和电位的关系 42

第四节 非稳态扩散 44

一、平面电极的非稳态扩散和暂态电化学方法 44

二、球状电极的非稳态扩散和极谱方法 48

第五节 对流扩散与旋转圆盘电极 51

第六节 电荷转移反应动力学 53

一、电极电位对活化能和电极反应速度的影响 53

二、交换电流密度和电极反应速度常数 55

第七节 电流密度和过电位的关系 56

一、稳态极化时电流密度和过电位的关系 56

二、浓差极化、分散层电位对电流密度和过电位关系的影响 58

第八节 电极界面的交流阻抗 59

一、电解池等效电路及法拉第阻抗 59

二、交流阻抗的测定 62

第四章 电化学工程概要 64

第一节 物料衡算 64

第二节 电压衡算与能量衡算 66

一、电压衡算 66

二、能量衡算 67

第三节 电解生产的经济技术指标 69

一、转化率和选择性 69

二、电流效率 69

三、电能消耗和电能效率 70

四、空时产率 70

第四节 电化学反应器 71

一、电化学反应器的分类 71

二、电化学反应器的设计 72

三、电解槽结构材料及电极材料的选择 75

第五章 无机物的电合成及有关的电化学 79

第一节 概述 79

一、电极过程的类型及无机物电解反应的分类 79

二、电合成的特点 80

三、无机物电合成简介 81

第二节 气体电极过程 81

一、氢电极过程 81

二、氧电极过程 83

三、氯电极过程 84

第三节 电催化 85

第四节 电解水和重水的制取 87

一、电解水工业 87

二、重水的制造 90

第五节 电解制取氯碱 91

一、电解条件及某些技术进展 91

二、电解槽及工艺 93

一、次氯酸钠与氯酸钠 95

第六节 某些无机物的电合成 95

二、过氧酸、过氧酸盐和过氧化氢 96

三、高锰酸钾和二氧化锰 97

四、重铬酸钾与铬酸 98

五、赤血盐和高铁酸盐 99

六、同时制取铬酸铅和氢氧化钠 100

七、氟和臭氧 100

第六章 电化学能量转换和贮存 103

第一节 化学电源的基本知识 103

一、化学电源的分类和组成 103

二、化学电源的原理和性能 104

三、电池的命名和型号 107

第二节 用锌作负极的电池 108

一、锌锰干电池 108

二、碱性锌锰电池 109

四、锌空气电池 111

三、锌汞电池和锌银电池 111

第三节 蓄电池 112

一、铅酸蓄电池 112

二、镉镍电池 116

三、金属氢化物镍电池 116

第四节 锂电池和锂离子电池 118

一、锂电池 118

二、锂离子电池 120

第五节 燃料电池 121

一、燃料电池的特征、结构和分类 121

二、各类燃料电池 122

第六节 其他化学电源 124

一、钠硫电池 124

二、固体电解质电池 125

三、热电池 126

一、硅太阳能电池 127

第七节 太阳能电池 127

二、液结太阳能电池 128

第八节 电化学与氢能开发 129

第七章 金属腐蚀与防护 131

第一节 腐蚀的分类和腐蚀速度的表示 131

第二节 金属腐蚀的倾向和电化学腐蚀的条件 133

一、金属腐蚀的倾向 133

二、腐蚀电池 134

三、金属表面上水膜的形成 136

第三节 电化学腐蚀动力学 137

一、伊文思图 137

二、析氢腐蚀动力学 137

三、吸氧腐蚀动力学 139

第四节 金属的钝化 140

第五节 金属腐蚀速度的电化学测量方法及有关测量技术 142

一、极化曲线外延法 142

二、线性极化法 143

三、三点法 144

四、金属表面微区电位和电流密度分布的测量 145

第六节 金属的防护 146

一、金属防护措施及耐腐蚀金属材料的选择 146

二、缓蚀剂保护 147

三、电化学保护 149

第八章 电解冶金及有关功能材料的制取 152

第一节 电解制取金属及合金材料的重要意义和电解冶金的分类 152

第二节 金属的电结晶 154

一、金属电结晶过程 154

二、结晶过电位 154

三、影响电极金属结晶生长的因素 156

第三节 水溶液电解提取 157

一、水溶液中金属电沉积的基本原则 157

二、锌和铜的电解提取 159

一、水溶液电解精炼 160

第四节 水溶液电解精炼及电解制取金属粉末 160

二、电解法制取金属粉末 163

第五节 熔盐电解制取轻金属及稀有金属 164

一、熔盐中的电极电位 164

二、影响熔盐电解的因素 164

三、电解制取轻金属 166

四、电解制取稀土金属 168

五、熔盐电解制取高熔点金属 169

第六节 熔盐电解制取合金和半导体 170

一、熔盐电解制取稀土合金的电极过程及合金化机理 170

二、钕铁合金的制取 172

三、半导体和硼化钛的电沉积 172

第九章 电化学表面处理与加工 175

第一节 概述 175

一、电镀液的组成及其作用 177

二、主盐金属离子还原的电极过程 177

第二节 电镀液的组成和主要金属离子还原的电极过程 177

第三节 阴极上的电流分布和金属分布 179

一、初次电流分布、二次电流分布和金属分布 179

二、镀液的分散能力和赫尔槽试验 181

三、微观分散能力和整平作用 182

第四节 常用的电镀层 184

第五节 各种电镀技术 187

一、合金电镀和复合电镀 187

二、化学镀与塑料电镀 189

三、脉冲电镀、电刷镀和激光电镀 191

第六节 化学转化膜 194

一、铝及其合金的阳极氧化 194

二、铝及其合金的电解着色和氧化铝膜的封闭 196

三、磷酸盐膜 198

第七节 电泳涂漆 199

一、电泳涂漆的原理 199

二、阳极电泳涂漆 200

三、阴极电泳涂漆 201

第八节 电解抛光和电化学加工方法 202

一、电解抛光 202

二、电解加工 203

三、电铸 203

第十章 有机电合成和电活性聚合物 205

第一节 有机电化学反应的特点和分类 205

一、有机电化学反应的特点 205

二、有机电化学反应的分类 206

第二节 有机电解液的溶剂、支持电解质和参比电极 207

一、溶剂 207

二、支持电解质 208

三、参比电极 209

第三节 有机化合物的阳极氧化 210

一、脂肪烃、烯烃的阳极氧化 210

二、醇、醚、羰基化合物的阳极氧化 211

三、有机物电化学卤化 212

四、含氮化合物、含硫化合物的阳极氧化 213

五、芳香化合物的阳极官能化 214

六、杂环化合物的阳极氧化 215

七、间接电氧化 216

第四节 有机化合物的阴极还原 216

一、含C=C双键化合物的阴极还原 216

二、有机卤代物的阴极还原 217

三、羰基化合物的阴极还原 217

四、含氮化合物的阴极还原 219

五、含硫化合物的阴极还原 220

第五节 有机电合成的电解槽和电解工业 221

一、有机电合成的电解槽、电极和隔膜 221

二、有机电合成的工业生产和中间试验简介 223

三、电合成己二腈、四乙塞铅和电化学氟化 224

第六节 导电聚合物 225

一、概述 225

二、导电聚合物在电池中的应用 226

三、化学修饰电极和聚合物修饰电极 227

第七节 有机电致显色材料 230

一、电致显色器简介 230

二、氧化还原型、金属有机鳌合物电致显色材料 230

三、导电聚合物电致显色材料 231

第八节 有机电合成的某些专题 232

一、CO2的电化学还原 232

二、SPE法有机电合成 233

三、消耗阳极法进行有机电合成 234

四、有机声电合成 235

第十一章 环境保护与电化学 236

第一节 电化学方法在环境保护中的应用 236

第二节 电解法处理污染物 238

一、电解氧化和电解还原除污染物 238

二、电浮离和电凝聚 241

一、原理和应用 243

第三节 电渗析 243

二、电渗析膜的分类和性能 244

第四节 离子选择电极 245

一、离子选择电极的分类及原理 245

二、离子选择电极在环境分析方面的应用 247

第五节 溶出伏安法及其应用 248

一、电积与溶出 248

二、溶出电流及其影响因素 250

三、溶出伏安法在环境保护中的应用 251

第十二章 电化学在生物和医学中的应用 253

第一节 生物体的电现象 253

一、脑波、心电和筋电 253

二、细胞膜电位和刺激传递 254

第二节 伏安法在生物和医学中的应用 256

一、伏安法研究生物体物质的电极反应 256

三、溶出伏安法在食品中的应用 258

二、溶出伏安法在医学中的应用 258

第三节 生物电化学传感器 259

一、电化学传感器简介 259

二、生物电化学传感器的原理和器件 260

三、酶传感器、微生物传感器、组织传感器和免疫传感器 262

第四节 应用电化学方法诊断和治疗的器件 265

一、生物燃料电池 265

二、FET生物传感器和DNA生物传感器 266

三、利用电刺激传导的治疗方法 268

四、人工肾脏中的电化学系统 268

习题及答案 270

附录1 原子量四位数表 287

附录2 25度C水溶液的标准电极电位／V 288

附录3 25度C在某些非水溶液的标准电极电位／V 294

附录4 电化学(原理和应用)名词术语中英对照 295

参考文献 303