電化學（原著第2版） [Electrochemistry] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《電化學(原著第2版)》為Wiley-VCH公司齣版的經典教科書《電化學》第二版。為瞭將現代電化學的概貌和前沿呈現給讀者，作者對原著一版進行瞭全麵和徹底的更新。《電化學(原著第2版)》介紹瞭物理化學的基本概念及其在不同科研領域中的延伸和拓展，例如半導體、生物電化學、電催化、新溶劑和新材料、新的理論研究方法以及電化學振蕩體係等。貫穿《電化學(原著第2版)》的中心思想是突齣電化學在當代工業中的新應用，例如燃料電池、鋰電池、超級電容器和實用型電催化劑等。
　　《電化學(原著第2版)》全麵而深入地介紹瞭電化學的各種研究方法，包括傳統的電化學技術以及現代的光學、譜學、質譜和掃描探測技術。因此，《電化學(原著第2版)》可以作為化學、化工、材料學和物理學專業學生和科研工作者的參考資料。

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目錄

書中采用的符號和單位
第1章 基礎、定義和概念
1.1 離子、電解質和電荷的量子化
1.2 電化學池中從電子導電到離子導電的轉換
1.3 電解池與原電池：分解電勢與電動勢(emf)
1.4 法拉第定律
1.5 量度單位製
參考文獻

第2章 電導率和離子間的相互作用
2.1 電解質基礎
2.1.1 電解質導電的基本概念
2.1.2 電解質溶液電導的測量
2.1.3 電導率
2.1.4 電導率值
2.2 電解質電導率的經驗定律
2.2.1 電導率與濃度的關係
2.2.2 摩爾電導率和當量電導率
2.2.3 科爾勞施定律和強電解質極限電導率的測定
2.2.4 自由離子獨立遷移定律和弱電解質摩爾電導率的測定
2.3 離子遷移率和希托夫傳輸
2.3.1 遷移數以及離子極限電導的測定
2.3.2 離子遷移數的實驗測定
2.3.3 遷移數和離子極限電導的數值
2.3.4 離子水化作用
2.3.5 質子異常的電導率，H30+的結構和質子水閤數
2.3.6 離子遷移速率和離子半徑的測定：瓦爾登法則
2.4 電解質電導理論(稀電解質溶液的德拜-休剋爾-昂薩格理論)
2.4.1 模型描述：離子氛、弛豫效應和電泳效應
2.4.2 計算中心離子和離子氛産生的電勢：離子強度、離子半徑和離子雲
2.4.3 適用於稀電解質溶液電導的德拜-昂薩格方程
2.4.4 交流電場和強電場對電解質電導的影響
2.5 電化學中的活度概念
2.5.1 活度係數
2.5.2 計算濃度依賴的活度係數
2.5.3 濃電解質溶液的活度係數
2.6 弱電解質性質
2.6.1 奧斯特瓦爾德稀釋定律
2.6.2 電離受電場的影響
2.7 pH值的定義和緩衝溶液
2.8 非水溶液
2.8.1 非水溶劑中的離子溶化作用
2.8.2 非水溶液電解質的電導率
2.8.3 含質子非水溶液的pH-標度
2.9 電導率測量的應用
2.9.1 水的離子積的測定
2.9.2 難溶鹽溶度積的測定
2.9.3 難溶鹽溶解熱的測定
2.9.4 弱電解質熱力學電離平衡常數的測定
2.9.5 電導滴定原理
參考文獻

第3章 電極電勢和相邊界的雙電層結構
3.1 電極電勢及其與濃度、氣體壓力和溫度的關係
3.1.1 電池的電動勢和化學反應的最大可用能量
3.1.2 電極電勢的本質，Galvanic電勢差和電化學勢
3.1.3 電極電勢以及金屬與含該金屬離子的溶液間的平衡電勢差的計算——Nernst方程
3.1.4 氧化還原電極的Nernst方程
3.1.5 氣體電極的Nernst方程
3.1.6 電極電勢和電池電動勢的測定
3.1.7 原電池的示意錶示
3.1.8 從熱力學數據計算電池的電動勢
3.1.9 電動勢與溫度的關係
3.1.10 電池電動勢與壓力的關係——水溶液電解時的殘餘電流
3.1.11 參比電極與電化學序列
3.1.12 第二類參比電極
3.1.13 非水溶劑中的電化學序列
3.1.14 非水溶劑的參比電極以及工作的電勢範圍
3.2 液接電勢
3.2.1 液接電勢的起源
3.2.2 擴散電勢的計算
3.2.3 有或沒有遷移的濃差電池
3.2.4 Henderson方程
3.2.5 擴散電勢的消除
3.3 膜電勢
3.4 雙電層和電動力學效應
3.4.1 Helmholtz和擴散雙電層：Zeta-電勢
3.4.2 離子、偶極和中性分子的吸附——零電荷電勢
3.4.3 雙電層電容
3.4.4 電化學雙電層的一些數據
3.4.5 電毛細現象
3.4.6 電動力學效應——電泳、電滲析、Dorn效應以及離子流電壓
3.4.7 雙電層的理論研究
3.5 半導體電極的電勢及相邊界行為
3.5.1 金屬導體、半導體和絕緣體
3.5.2 半導體電極的電化學平衡
3.6 電勢差測量的應用
3.6.1 標準電勢與平均活度係數的測定
3.6.2 難溶鹽的溶度積
3.6.3 水的離子積的確定
3.6.4 弱酸的解離常數
3.6.5 熱力學狀態函數(ΔrG0、ΔrH0和ΔrS0)以及化學反應相應的平衡常數的確定
3.6.6 用氫電極來測量pH值
3.6.7 用玻璃電極測量pH值
3.6.8 電勢滴定的原理
參考文獻

第4章 電勢與電流
4.1 流過電流時的電池電壓與電極電勢的概述
4.1.1 超電勢的概念
4.1.2 超電勢的測量：單電極的電流-電勢麯綫
4.2 伏安麯綫中的電荷轉移區
4.2.1 藉助Arrhenius方程來理解電荷轉移控製下的電流-電勢麯綫
4.2.2 交換電流密度j0與不對稱因子β的意義
4.2.3 交換電流密度與濃度的關係
4.2.4 涉及多電子連續轉移的電極反應
4.2.5 偶閤化學平衡的電荷轉移：電化學反應級數
4.2.6 有關電荷轉移問題的進一步理論考慮
4.2.7 活化參數的確定以及電化學反應與溫度的關係
4.3 濃差超電勢——物質的傳質對伏安麯綫的影響
4.3.1 濃差超電勢與Butler-Volmer方程式的關係
4.3.2 擴散超電勢與擴散層
4.3.3 在恒電勢和恒定錶麵濃度cs下的電流-時間關係
4.3.4 在恒電流條件下的電勢-時間關係：恒電流電解法
4.3.5 對流傳質與鏇轉電極
4.3.6 通過電遷移的傳質過程：Nernst-Plank方程
4.3.7 球形擴散
4.3.8 微電極
4.4 同時發生的化學過程對伏安麯綫的影響
4.4.1 反應超電勢、反應極限電流和反應層厚度
4.5 吸附過程
4.5.1 吸附等溫綫的幾種形式
4.5.2 吸附焓和Pauling公式
4.5.3 電流-電勢行為和吸附極限電流
4.5.4 交換電流密度與吸附焓的關係，火山麯綫
4.6 電化學結晶-金屬的沉積與溶解
4.6.1 金屬沉積的簡單模型
4.6.2 螺鏇位錯存在下的晶體生長
4.6.3 欠電勢沉積
4.6.4 金屬溶解與鈍化的反應動力學
4.6.5 電化學材料科學與電化學錶麵技術
4.7 混閤電極與腐蝕
4.7.1 酸腐蝕的機理
4.7.2 氧腐蝕
4.7.3 電勢-pH值關係圖(Pourbaix圖)
4.7.4 腐蝕防護
4.8 半導體電極上的電流
4.8.1 半導體上的光效應
4.8.2 光電化學
4.8.3 光伏電池
4.8.4 太陽光能的捕獲利用
4.8.5 利用光電化學技術消毒
4.9 生物電化學
4.9.1 一種典型的氧化還原酶：葡萄糖氧化酶的生物電化學
4.9.2 幾種生化物質的電化學研究
參考文獻

第5章 電極/電解液界麵的研究方法
5.1 穩態伏安麯綫的測量
5.1.1 恒電位儀
5.1.2 利用電勢階躍法測量反應動力學數據
5.1.3 有效控製傳質條件下的測量
5.1.4 利用湍流對快速反應進行穩態測量
5.2 準穩態測量方法
5.2.1 循環伏安法：研究電極吸附和電極過程的電化學譜學法
5.2.2 交流(AC)測量法
5.3 研究電極錶麵吸附層的電化學方法
5.3.1 測量流過的電量
5.3.2 電容的測量
5.4 譜學電化學及其他非經典研究方法
5.4.1 序言
5.4.2 紅外譜學電化學
5.4.3 電子自鏇共振
5.4.4 電化學質譜
5.4.5 其他重要的測量方法
5.4.6 掃描顯微技術
5.5 納米結構的製備，掃描隧道顯微鏡與嚮真空轉移的結閤
5.5.1 利用STM針尖製備納米結構：SECM實驗
5.5.2 掃描隧道顯微鏡技術與嚮真空轉移的結閤
5.6 光學方法
5.6.1 橢圓偏振技術
5.6.2 XAS、SXS和XANES
參考文獻

第6章 電催化與反應機理
6.1 電催化概述
6.2 氫電極
6.2.1 吸附中間産物對伏安麯綫的影響
6.2.2 溶液pH值和催化劑錶麵狀態的影響
6.2.3 鉑電極上氫的氧化及氧的化學吸附
6.3 氧電極反應
6.3.1 利用鏇轉環-盤電極研究氧的還原反應
6.4 甲醇氧化
6.4.1 甲醇在酸性電解液中氧化的平行反應途徑
6.4.2 甲醇吸附
6.4.3 甲醇氧化的反應産物及吸附的中間産物
6.4.4 錶麵結構及吸附陰離子的影響
6.4.5 甲醇氧化反應的機理
6.4.6 甲醇氧化的催化促進劑
6.5 CO在鉑電極錶麵的氧化反應
6.5.1 吸附在Pt(111)錶麵上的CO的錶麵結構的確定
6.5.2 溶解CO存在時CO的氧化
6.5.3 CO氧化：Langmuir-Hinshelwood機理
6.5.4 CO在高過電勢時的氧化、傳質和氧覆蓋度的影響
6.6 將乙醇的化學能轉化為電能
6.7 有機電化學中的反應機理
6.7.1 一般事項
6.7.2 有機電化學電極過程分類
6.7.3 氧化過程：電極電勢、反應中間物和最終産物
6.7.4 還原過程：電極電勢、反應中間物和最終産物
6.7.5 更多的電有機反應及電極錶麵的影響
6.7.6 電化學聚閤
6.8 電化學體係中的振蕩
參考文獻

第7章 固體及熔融鹽離子導體電解質
7.1 離子導電固體
7.1.1 固體中離子導電的原因
7.1.2 固體電極上的電流電壓測量
7.2 固體聚閤物膜電解質(SPE’s)
7.2.1 固體聚閤物電解質膜體係的電流/電壓測量
7.2.2 其他聚閤物膜
7.3 離子導體熔融物
7.3.1 導電性
7.3.2 電流-電壓研究
7.3.3 高溫熔融物的其他應用
7.3.4 室溫熔融鹽
參考文獻

第8章 工業電化學過程
8.1 簡介
8.1.1 電化學過程的特點
8.1.2 經典電解槽設計及空間-時間産額
8.1.3 電催化劑的形貌
8.1.4 活化超電勢
8.2 電化學製備氯氣和氫氧化鈉
8.2.1 電解氯化鈉水溶液過程中的電極反應
8.2.2 隔膜電解槽
8.2.3 汞齊電解槽
8.2.4 離子交換膜過程
8.2.5 用氧陰極的離子膜過程
8.3 金屬材料的電化學提取與提純
8.3.1 水溶液中的金屬材料提取
8.3.2 水溶液中的金屬材料提純
8.3.3 熔鹽電解
8.4 無機化閤物的特殊製備方法
8.4.1 次氯酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽
8.4.2 過氧化氫和過二硫酸
8.4.3 傳統水電解過程
8.4.4 現代水電解過程和製氫技術
8.5 電有機閤成
8.5.1 工藝和特徵綜述
8.5.2 己二腈——Monsanto工藝
8.6 現代電解池設計
8.7 未來可能的電催化
8.7.1 異相化學反應中催化活性的電化學改性(NEMCA效應)
8.8 組分分離技術
8.8.1 廢水處理
8.8.2 電滲析
8.8.3 電泳
8.8.4 核工業中的電化學分離步驟
參考文獻

第9章 電池
9.1 基本概念
9.2 電池的性能、組件和特點
9.2.1 鉛酸蓄電池的功能和結構
9.2.2 鋅錳乾電池的功能和構成
9.2.3 電解液和自放電
9.2.4 開路電壓、比容和能量密度
9.2.5 伏安特性、功率密度和功率密度/能量密度圖
9.2.6 電池放電特性
9.2.7 充電特性、電流效率、能量效率和循環次數
9.2.8 電能和電池裝機功率的成本
9.3 二次電池體係
9.3.1 傳統二次電池
9.3.2 最新進展
9.3.3 二次電池體係數據總結
9.4 鋅錳乾電池以外的其他一次電池體係
9.4.1 堿性電池
9.4.2 鋅-汞氧化物電池
9.4.3 鋰一次電池
9.4.4 一次電池體係中的電極和電池特性
9.5 燃料電池
9.5.1 使用氣體燃料的燃料電池
9.5.2 最新進展
9.5.3 使用液體燃料的燃料電池
9.6 空氣一次電池和二次電池
9.6.1 金屬-空氣一次電池
9.6.2 金屬-空氣二次電池
9.7 電池和燃料電池的效率
9.8 超級電容器
參考文獻

第10章 電分析領域的應用
10.1 使用電化學指示劑的滴定過程
10.2 電分析方法
10.2.1 極譜法和伏安法
10.2.2 其他方法——庫侖法、電重量法和計時電勢法
10.3 電化學傳感器
10.3.1 電導及pH值的測量
10.3.2 氧化還原電極
10.3.3 離子選擇性電極
10.3.4 氣體分析傳感器
參考文獻

精彩書摘

　　第5章 電極／電解液界麵的研究方法
　　研究電極反應過程的方法很多，本章將討論其中最重要的幾種。利用這些方法得到的數據，將提供有關反應速率、反應機理、可能中間産物的種類及相關吸附過程等方麵的信息。
　　對任何電極反應，通過分析在穩態或準穩態下獲得的伏安麯綫，我們即可大緻地瞭解相關過程。然而，要精確地測量電極動力學過程，則不僅需要仔細地控製傳質過程，還必須校正在通電時在工作電極和參比電極末端間産生的歐姆電壓降。
　　這裏需要強調的是：如果僅利用電化學方法研究吸附過程，能得到的有關電極膜或吸附的反應中間物的化學特性等信息往往十分有限。利用近年來發展的一係列新型光學技術（譜學技術，將在本章中介紹），大大促進瞭這方麵的研究。然而，即使是對這些新型譜學技術，如果僅使用其中的任何一種，也同樣很難得到非常明確的信息。這一點在研究復雜反應時尤為突齣，因此，聯閤使用電化學和光譜技術十分重要。
　　5.1 穩態伏安麯綫的測量
　　從原理上講，可以使用4.3 節中討論的那種帶有可變電阻R的裝置來控製電流。通過改變電阻R的值，測量工作電極上的電流和電勢就能得到伏安麯綫。但當電流密度較低時，該方法費時費力，並且誤差較大，所以在現代電化學研究中基本都采用恒電位儀。

前言/序言

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