物理化学(下册)(第二版)
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第7章 电 化 学

电化学是研究电能和化学能相互转化及其转化规律的科学。所谓电能和化学能的相互转化是指通过化学反应来获得电能,或者反过来利用电能使得某化学反应能够发生。

电能和化学能的相互转化现象是在18世纪末和19世纪初相继被发现的。1799年,伏特(Volta)将锌片和铜片交替叠放在一起,中间由盐水浸湿的布片隔开,成功制得了第一个化学电源,实现了化学能向电能的转变。紧接着,1800年,卡莱尔(Carlir)和尼科尔逊(Nicholson)用银币和锌币交叠后制成的化学电源成功地电解了水,实现了电能对化学能的转换。这些事件标志着电化学这门学科的兴起。随着研究的不断深入,1833年,法拉第(Faraday)提出了著名的法拉第定律。而直到1870年,发电机的发明才使得电解被广泛应用于工业生产中。

电化学发展到今天已经涵盖了非常广泛的领域。属于电解的有电化学合成、电冶金、电镀、电催化、腐蚀与防护、电着色、电抛光、电铸、电泳涂漆等,属于原电池的有各种各样的化学电源,如干电池、锂电池、燃料电池等,它们已经应用于日常生活、生产和尖端科技的各个领域。另外,电化学分析、光电化学、生物电化学等也与电化学密不可分。随着电化学理论和研究手段的不断深入以及与其他学科的交叉渗透,它在能源、信息、生命、材料、环保等诸多领域起着越来越重要的作用。

电化学作为物理化学的一个重要分支除了有自己的特点外,也遵从物理化学的基本规律,如热力学和动力学基本定律。将这些理论应用于电化学系统,形成了电化学的基本理论,本章将对此进行重点介绍。由于在所有的电化学过程中都要涉及电解质,因此本章还将介绍电解质的基本知识。