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第一章电解质溶液1

1.1 电解质的分类1

1.1.1 强电解质与弱电解质1

1.1.2 缔合电解质和非缔合电解质1

1.1.3 真实电解质和潜在电解质2

1.2 离子的水化作用2

1.2.1 水的结构3

1.2.2 水化热4

1.2.3 水化数6

1.3 电解质溶液的活度和活度系数6

1.3.1 活度概念7

1.3.2 离子活度和电解质活度8

1.4.1 离子间相互作用的离子氛理论10

1.4 离子间相互作用理论10

1.3.3 离子强度定律10

1.4.2 离子缔合24

1.5 电解质溶液的电导32

1.5.1 第二类导体的导电机理32

1.5.2 电解质溶液的电导33

1.5.3 离子淌度和绝对淌度36

1.5.4 离子迁移数37

1.5.5 电导与离子间相互作用38

第二章电化学热力学41

2.1 电动势形成的机理41

2.1.1 电化学体系中的电位差41

2.1.2 内电位差的测量44

2.1.4 液接电位差45

2.1.5 原电池电动势45

2.1.3 金属接触电位差45

2.2 电极电位47

2.2.1 绝对电位与相对电位47

2.2.2 电极电位的数值表示方法49

2.3 电池的构成与种类51

2.3.1 可逆电池与可逆电极51

2.3.2 电池书写法及其分类53

2.4 可逆电池热力学56

第三章双电层59

3.1 界面电荷层59

3.1.1 界面电荷层的形成59

3.1.2 研究双电层的意义60

3.2 电毛细管曲线和双电层电容61

3.2.1 电毛细管曲线法61

3.2.2 双电层的微分电容法66

3.3 双电层结构模型70

3.3.1 双电层的平行板电容器理论70

3.3.2 古依-查普曼分散层理论71

3.3.3 斯特恩双电层模型72

3.3.4 现代紧密层结构理论80

3.4 半导体/电解质溶液界面双电层84

3.4.1 基本概念84

3.4.2 半导体和电解质溶液的某些类似85

3.4.3 半导体/电解质界面的双电层结构86

3.5 电极/溶液界面上的吸附现象90

3.5.1 无机离子的吸附91

3.5.2 有机物的特性吸附93

第四章电极过程中的液相传质102

4.1 电极过程概述102

4.2.1 电极极化103

4.2 不可逆电极过程中电极的极化103

4.2.2 过电位的测量106

4.2.3 不可逆情况下电池的端电压及电解池的分解电压108

4.2.4 极化曲线和极化度110

4.3 液相中的传质方式111

4.3.1 液相传质的三种方式111

4.3.2 三种液相传质的比较117

4.3.3 三种传质的相互影响119

4.4 稳态扩散过程119

4.4.1 理想情况下的稳态扩散119

4.4.2 实际情况下的稳态扩散122

4.4.3 旋转圆盘电极126

4.4.4 电迁移对稳态扩散过程的影响129

4.5.1 浓差极化的规律132

4.5 浓差极化及极化曲线132

4.5.2 浓差极化的特征136

4.5.3 阳极过程的浓差极化138

4.6 非稳态扩散过程动力学138

4.6.1 平面电极上的非稳态扩散139

4.6.2 球形电极的非稳态扩散149

4.6.3 滴汞电极的扩散电流及极谱法151

第五章电化学步骤动力学156

5.1 电化学极化的经验公式156

5.2 电极电位对电极反应活化能的影响157

5.2.1 电极处于零电荷电位下的反应速度和活化能之间的关系158

5.2.2 电极电位改变对电极反应速度的影响160

5.3 电化学步骤的基本动力学参数162

5.4 稳态极化的动力学公式166

5.4.1 强极化时的近似公式168

5.4.2 微极化时的近似公式169

5.5 双电层结构对电化学步骤反应速度的影响171

5.6 多电子的电极反应175

5.6.1 多电子的电极反应175

5.6.2 多电子转移步骤的动力学规律177

5.7 浓差极化与活化极化共存时的动力学规律179

5.7.1 混合控制时的动力学规律179

5.7.2 两种极化规律的比较181

第六章气体电极过程183

6.1 氢电极过程183

6.2 氧电极过程189

6.3 电催化过程193

参考文献 (第一章～第六章)197

第七章无机电解过程198

7.1 电解过程中的一些参数198

7.2.1 氯酸钠200

7.2 氯酸盐200

7.2.2 氯酸钾211

7.2.3 氯酸盐生产中减低电耗的途径214

7.2.4 次氯酸钠215

7.2.5 亚氯酸钠219

7.2.6 高氯酸钠220

7.3 高锰酸钾220

7.4 电解二氧化锰221

7.5 氧化亚铜222

7.6 过硫酸盐和过氧化氢的电解合成223

参考文献226

第八章有机电化学合成227

8.1 概述227

8.2 间接电化学有机合成239

8.3 SPE法有机电化学合成247

8.4 C1化学的开发249

8.5 牺牲阳极法进行有机电化学合成251

8.6 有机氟电化学合成252

8.7 电化学聚合255

8.7.1 ECP中的化学和电化学步骤255

8.7.2 电化学聚合259

8.7.3 ECP方法及其特点263

8.7.4 ECP实例264

8.8 声电化学合成266

参考文献268

第九章金属腐蚀与防护270

9.1 研究金属腐蚀的重要意义270

9.2 金属腐蚀的热力学原理及电位-pH图271

9.3 平衡电位与腐蚀电位278

9.4 电化学腐蚀分类280

9.5 电化学腐蚀过程的控制因素283

9.6 腐蚀极化图及应用284

9.7 金属腐蚀的防护287

参考文献294

第十章电化学能源和能源开发296

10.1 引言296

10.2 一次电池298

10.2.1 一次电池的主要类型及性质298

10.2.2 一次电池简介302

10.3 二次电池306

10.3.1 二次电池的一般性质306

10.3.2 二次电池结构组成308

10.3.3 典型的二次电池312

10.4 燃料电池330

10.4.1 燃料电池概述331

10.4.2 燃料电池的能量转换效率分析334

10.4.3 气体扩散电极336

10.4.4 燃料电池的主要类型337

10.4.5 燃料电池的应用340

10.5 光电化学电池346

10.5.1 PEC电池基本原理348

10.5.2 光电化学电池的类型349

10.6 电化学与氢能开发352

参考文献354

第十一章氯碱工业356

11.1 氯碱工业的发展史356

11.2 食盐水电解的理论基础357

11.3 理论分解电压和槽电压358

11.3.1 理论分解电压358

11.3.2 过电位与槽电压361

11.4.1 隔膜法电解362

11.4 电解方法362

11.4.2 水银法电解366

11.4.3 离子膜法电解368

11.4.4 新的制氯碱方法374

参考文献376

第十二章金属的表面精饰378

12.1 金属电沉积原理378

12.1.1 电镀液的组成378

12.1.2 简单金属离子的还原379

12.1.3 金属络离子的还原过程380

12.1.4 电荷转移步骤382

12.1.5 晶体生长过程386

12.1.6 电镀的种类和影响因素387

12.2 阳极氧化396

12.3 红宝石膜的合成398

12.4 铝的彩化403

12.5 电泳涂料406

参考文献407

第十三章电渗析409

13.1 电渗析技术的基本原理及过程409

13.2 离子交换膜414

13.3 电渗析脱盐的原理和结构428

13.4 电渗析工艺参数430

13.5 电渗析技术的应用433

参考文献443

第十四章电化学传感器和电化学变色显示445

14.1 电化学传感器445

14.1.1 气敏传感器445

14.1.2 生物传感器450

14.2.2 电化学变色材料461

14.2 电化学变色显示461

14.2.1 电化学变色显示现象461

14.2.3 电化学显色器件特性及应用464

参考文献465

第十五章金属的电化学加工467

15.1 电解加工法467

15.2 电蚀—电解加工法470

15.3 电解磨削471

15.4 电化学去毛刺472

15.5 电铸473

参考文献478

第十六章金属冶炼电化学479

16.1 铝的熔盐冶金电化学479

16.1.1 冰晶石-氧化铝熔盐的离子结构480

16.1.2 铝电解机理483

16.1.3 阴极副反应486

16.1.4 阳极副反应490

16.1.5 铝电解中的电流效率495

16.1.6 氧化铝的分解电压496

16.1.7 惰性电极498

16.1.8 铝的电解精炼502

16.1.9 氯化铝电解法502

16.2 熔盐电解提取稀土元素503

16.2.1 熔盐电解制取稀土金属的一般方法503

16.2.2 熔盐电解提取稀土金属的特点504

16.2.3 熔融稀土氯化物体系的电解506

16.2.4 稀土氧化物在氟化物熔体中的电解518

16.2.5 两种熔盐体系的比较529

16.3 镁的电解制取530

16.4 钠的电解制取533

16.5 电解法制取金属粉末534

16.6 金属的湿法冶炼和精炼536

16.6.1 铜的电解精炼与冶炼536

16.6.2 锌的电解冶炼539

16.6.3 镍的电解精炼540

16.6.4 铅的电解精炼541

16.6.5 锡的电解精炼542

16.6.6 锑的电解提取544

16.6.7 汞的电解提取546

16.6.8 钴的电解精炼547

16.6.9 银的电解精炼549

16.6.10 金的电解精炼550

16.7 金的浸取551

参考文献554