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电化学


  研究电和化学反应互相关系地科学。电和化学反应互相作用可通过电池来完成,也可利用高压静电放电来完成(如氧通过无声放电管转变为臭氧),二者统称电化学,后者为电化学地一个分支,称放电化学。因为放电化学有了特地地名称,因而,电化学常常特地指“电池地科学”,本文就采取这一含义。
  内容  电池由两个电极和电极之间地电解质构成,因而电化学地研究内容应包含两个方面:一是电解质地研究,即电解质学,其中包含电解质地导电性质、离子地传输性质、参与反应离子地平衡性质等,其中电解质溶液地物理化学研究常称作电解质溶液理论;另一方面是电极地研究,即电极学,其中包含电极地平衡性质和通电后地极化性质,也就是电极和电解质界面上地电化学行为。电解质学和电极学地研究都会触及到化学热力学、化学动力学和物质结构。
  历史  1791年L.伽伐尼发布了金属能使蛙腿肌肉抽缩地“动物电”现象,通常以为这是电化学地来源。1799年A.伏打在伽伐尼工作地基础上发明了用不同地金属片夹湿纸组成地“电堆”,即现今所谓“伏打堆”。这是化学电源地雏型。在直流电机发明以前,各种化学电源是唯一能提供恒稳电流地电源。1834年法拉第电解定律地发觉为电化学奠定了定量基础。
  19世纪下半叶,经过H.von亥姆霍兹和J.W.吉布斯地工作,赋于电池地“起电力”(今称“电动势”)以明白地热力学含义。1889年W.H.能斯脱用热力学导出了参与电极反应地物质浓度与电极电势地关系,即著名地能斯脱公式。
  1923年P.德拜和E.休克尔提出了人们普遍接受地强电解质稀溶液静电理论,大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面地发展。40年代以后电化学暂态技术地应用和发展、电化学方法与光学和表面技术地联用,使人们能够研究快速和繁杂地电极反应,可提供电极界面上分子地信息。电化学地发展与固体物理、催化、生命科学等学科互相渗透。电化学一直是物理化学中比较活泼地分支学科。
  应用  在物理化学地众多分支中,电化学是唯一以大工业为基础地学科。它地应用分为以下几个方面:①电解工业,其中地氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸地无机物基础工业、耐纶66地中间单体己二腈是通过电解合成地;铝、钠等轻金属地冶炼,铜、锌等地精炼也都用地是电解法;②机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件地表面精整;③环境保护可用电渗析地方法除去氰离子、铬离子等污染物;④化学电源;⑤金属地防腐蚀情况,大部分金属腐蚀是电化学腐蚀情况;⑥许多生命现象如肌肉运动、神经地信息传递都触及到电化学机理;⑦应用电化学原理发展起来地各种电化学分析法已成为实验室和工业监控地不可缺少地手腕。
  参考书目
 J. O'M.博克里斯,D. M.德拉齐著,夏熙译:《电化学科学》,人民教育出版社,北京,1980。(J. O′M. Bockris and D.M.Drazic,Electro-Chemical Science,Tay1or & Francis Ltd., London,1972.)

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