应用电化学

本书是电化学专业入门学习的基础读物，介绍电化学基础理论以及少量常见的应用电化学知识。全书由四部分组成，第一部分为绪论，包括电化学的定义及研究内容、电化学技术应用、电化学史话等；第二部分（第1～5章）为电化学基本原理篇，主要阐述化学电池、电极与电解质溶液，实用电池与电解的应用，电极电势与电池电动势，平衡态电化学，电极过程动力学；第三部分(第6，7章)为电化学测试篇，主要介绍电化学测试的基础术语及常用的电化学测试技术；第四部分(第8章)应用电化学篇，主要介绍腐蚀电化学的基本原理与术语、金属腐蚀破坏的形态与金属在自然环境中的腐蚀、防腐蚀技术与腐蚀监测等。书中内容深入浅出、图文并茂，尤其对少数较抽象的理论，采用与宏观事物类比或采用大量形象生动的图示来加以说明，并尽量使用通俗易懂的语言以帮助读者理解。

本书既适合作为高等院校电化学专业课程教材，也适合环境保护、生物医药、机械制造、电子电气、化学工业、车辆船舶、轻工、建筑、冶金、能源、军工等领域从事与电化学相关的工程设计、技术开发、产品检测、生产技术管理和科学研究等方面工作的工程技术人员阅读。

0绪论1

01电化学定义及研究内容1

02电化学现象普遍存在于自然界3

03电化学技术应用的广泛性3

031化学电源3

032金属的腐蚀与防护6

033电解7

034金属的表面精饰与电化学加工7

035有机电化学9

036生物电化学9

037光电化学9

038环境电化学10

039电化学分析及检测10

04电化学史话11

习题14

参考文献15

第1章化学电池、电极与电解质溶液16

11化学电池16

111原电池的发现16

112化学电池的若干常识17

12电极反应与法拉第定律23

13电解质溶液 26

131两类导体27

132离子的迁移数及电迁移率30

133离子迁移数的测定方法32

134电导、电导率、摩尔电导率35

135离子的平均活度和平均活度因子41

136电解质溶液理论44

习题49

参考文献50

第2章实用化学电池与电解的应用51

21可逆电池与可逆电极51

211可逆电池51

212可逆电极52

22实用化学电源54

221电池的组成56

222化学电源的主要性能指标57

223化学电源的分类65

224电池性能的测试66

225二次电池的化成与分容71

226常用电池简介71

227废旧电池的危害86

23电解的应用87

231氯碱工业87

232铜的电解精炼和铝的冶炼88

233电镀与电刷镀89

234电铸90

235阳极氧化91

236电抛光与电解加工92

237电泳92

238电渗析93

239电化学除油 94

习题95

参考文献96

第3章电极电势与电池电动势97

31电极电位的产生97

311“电极/溶液”界面电势差97

312胶体双电层100

313接触电势101

314液体接界电势及其消除102

315其它因素引起的电极电势104

32电池电动势的组成与测量、标准电极电势104

321内电位104

322电池电动势的组成105

323标准氢电极和标准电极电势106

324电动势的测定方法111

33“电极/溶液”界面的基本性质113

331研究“电极/溶液”界面性质的意义113

332电毛细曲线和微分电容曲线114

333关于电子导体和离子导体界面的真实图景122

习题124

参考文献124

第4章平衡态电化学125

41自发变化的自由能与电池电动势125

42能斯特方程127

421电池反应的能斯特方程127

422电池电动势与热力学函数的关系129

423电极电势的能斯特方程式130

43浓差电池电动势的计算132

44液体接界电势134

45电化学势136

习题137

参考文献138

第5章电极过程动力学139

51分解电压与极化140

511分解电压140

512电化学极化和浓差极化141

513极化曲线144

514电解池中两极的电解产物146

515金属离子的分离和离子共同析出148

52电极反应的若干基础知识149

521电极反应的特点149

522电极反应速率的表示方法150

523电极反应的基本历程151

524电极过程的控制步骤152

525如何研究电极过程动力学154

53“电极/溶液”界面附近液相中的传质过程154

531研究液相中传质动力学的意义154

532扩散、电迁移、对流155

533理想状态下的稳态扩散157

534平面电极上切向液流中的传质过程158

535浓差极化曲线159

536稳态扩散与非稳态扩散160

537静止液体中平面电极上的非稳态扩散过程161

538双电层充放电对暂态电极过程的影响163

54电化学步骤的动力学164

541改变电极电势对电化学步骤活化能的影响164

542电化学步骤的基本动力学参数165

543电化学极化对净反应速率的影响167

544电化学极化与i/i0的关系170

545平衡电势172

546浓度极化对电化学步骤反应速度和极化曲线的影响173

547影响电极反应速率的因素175

55氢与氧的电极过程178

551氢析出反应178

552分子氢的氧化182

553氧的电还原182

554氧析出反应183

56金属电极过程184

561金属的还原过程184

562金属的阳极溶解与钝化现象189

习题194

参考文献195

第6章电化学测试技术196

61三电极体系196

611工作电极198

612辅助电极199

613参比电极 199

614电解质203

615隔膜204

616盐桥204

617鲁金毛细管204

618电解池205

62电化学测试仪器207

63电极动力学过程的研究方法207

631暂态与稳态207

632控制电流法和控制电位法208

64常见电化学测量技术209

641旋转圆盘电极209

642循环伏安法211

65电化学研究方法的发展趋势213

651传统电化学研究技术213

652谱学电化学214

653组合电化学215

习题216

参考文献216

第7章电化学交流阻抗218

71阻抗之电工学基础218

72电极过程的等效电路222

721研究电极的等效电路222

722电解槽的等效电路225

73电化学阻抗的基本条件及其解析226

731电化学阻抗的定义及其四个基本条件226

732EIS谱图的解析227

74简单电化学系统的EIS谱图230

75电化学阻抗谱方法研究评价有机涂层232

751涂层性能的EIS测试方法233

752金属/涂层体系在浸泡过程中的阻抗谱演化234

753涂层防护性能的评价238

习题239

参考文献239

第8章金属的腐蚀与防护241

81金属腐蚀的机理243

811金属腐蚀的本质243

812化学腐蚀与电化学腐蚀243

813腐蚀电池与腐蚀的次生过程246

814腐蚀极化图与腐蚀动力学252

82金属腐蚀破坏的形态257

821全面腐蚀259

822局部腐蚀260

83金属在自然环境中的腐蚀267

831大气腐蚀267

832土壤腐蚀270

833淡水腐蚀272

834海水腐蚀 272

84金属的防腐274

841金属的防腐蚀机理274

842金属腐蚀的控制275

843腐蚀防护设计284

85腐蚀监测289

851腐蚀监测的意义与发展现状289

852腐蚀监测的主要技术290

习题292

参考文献293

“锂离子电池及材料制备技术国家地方联合工程实验室” 依托已建“云南省先进电池及材料工程实验室”、 “云南省先进电池材料重点实验室”、“云南省高校应用电化学重点实验室”、“云南省绿色化学材料创新团队”和“昆明理工大学应用电化学重点实验室”等平台，于2016年10月批复成立。