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電化學(xué)工作站的分析

點擊次數(shù):1852 更新時間:2018-04-12
 電化學(xué)是研究電和化學(xué)反應(yīng)相互關(guān)系的科學(xué)。電和化學(xué)反應(yīng)相互作用可通過電池來完成,也可利用高壓靜電放電來實現(xiàn),二者統(tǒng)稱電化學(xué),后者為電化學(xué)的一個分支,稱放電化學(xué)。因而電化學(xué)往往專指“電池的科學(xué)”。

  電池由兩個電極和電極之間的電解質(zhì)構(gòu)成,因而電化學(xué)的研究內(nèi)容應(yīng)包括兩個方面:一是電解質(zhì)的研究,即電解質(zhì)學(xué),其中包括電解質(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)、離子的傳輸性質(zhì)、參與反應(yīng)離子的平衡性質(zhì)等,其中電解質(zhì)溶液的物理化學(xué)研究常稱作電解質(zhì)溶液理論;另一方面是電極的研究,即電極學(xué),其中包括電極的平衡性質(zhì)和通電后的極化性質(zhì),也就是電極和電解質(zhì)界面上的電化學(xué)行為。電解質(zhì)學(xué)和電極學(xué)的研究都會涉及到化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)。

  1791年伽伐尼發(fā)表了金屬能使蛙腿肌肉抽縮的“動物電”現(xiàn)象,一般認(rèn)為這是電化學(xué)的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基礎(chǔ)上發(fā)明了用不同的金屬片夾濕紙組成的“電堆”,即現(xiàn)今所謂“伏打堆”。這是化學(xué)電源的雛型。在直流電機發(fā)明以前,各種化學(xué)電源是*能提供恒穩(wěn)電流的電源。1834年法拉第電解定律的發(fā)現(xiàn)為電化學(xué)奠定了定量基礎(chǔ)。

  19世紀(jì)下半葉,經(jīng)過赫爾姆霍茲和吉布斯的工作,賦于電池的“起電力”(今稱“電動勢”)以明確的熱力學(xué)含義;1889年能斯特用熱力學(xué)導(dǎo)出了參與電極反應(yīng)的物質(zhì)濃度與電極電勢的關(guān)系,即著名的能斯脫公式;1923年德拜和休克爾提出了人們普遍接受的強電解質(zhì)稀溶液靜電理論,大大促進(jìn)了電化學(xué)在理論探討和實驗方法方面的發(fā)展。

  20世紀(jì)40年代以后,電化學(xué)暫態(tài)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展、電化學(xué)方法與光學(xué)和表面技術(shù)的聯(lián)用,使人們可以研究快速和復(fù)雜的電極反應(yīng),可提供電極界面上分子的信息。電化學(xué)一直是物理化學(xué)中比較活躍的分支學(xué)科,它的發(fā)展與固體物理、催化、生命科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展相互促進(jìn)、相互滲透。

  在物理化學(xué)的眾多分支中,電化學(xué)是*以大工業(yè)為基礎(chǔ)的學(xué)科。它的應(yīng)用主要有:電解工業(yè),其中的氯堿工業(yè)是僅次于合成氨和硫酸的無機物基礎(chǔ)工業(yè);鋁、鈉等輕金屬的冶煉,銅、鋅等的精煉也都用的是電解法;機械工業(yè)使用電鍍、電拋光、電泳涂漆等來完成部件的表面精整;環(huán)境保護(hù)可用電滲析的方法除去氰離子、鉻離子等污染物;化學(xué)電源;金屬的防腐蝕問題,大部分金屬腐蝕是電化學(xué)腐蝕問題;許多生命現(xiàn)象如肌肉運動、神經(jīng)的信息傳遞都涉及到電化學(xué)機理。應(yīng)用電化學(xué)原理發(fā)展起來的各種電化學(xué)分析法已成為實驗室和工業(yè)監(jiān)控的*的手段。

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