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        • 书名: 电化学(原著第二版)
        • 出版时间: 2014-02-24
        • 作者: 卡尔.H.哈曼、活尔夫.菲尔施蒂希等
        • 出版社: 化学工业出版社
        • CIP分类号: TM646
        • 丛书名:
        • 字数: 517
        • 装帧:
        • 版次: 1-1
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        书号:978-7-122-07045-6

        书名:电化学(原著第二版)

        作者:[]卡尔·H.哈曼、活尔夫·菲尔施蒂希、[]安德鲁·哈姆内特

        定价:88.00元

        出版社:化学工业出版社           

        出版时间:2010-01-01 

        CIP分类号:TM646  

        字数:517

        装帧  

        版次:1-1

        内容简介:本书为WileyVCH公司出版的经典教科书《电化学》第二版。为了将现代电化学的概貌和前沿呈现给读者,作者对原著第一版进行了全面和彻底的更新。本书介绍了物理化学的基本概念及其在不同科研领域中的延伸和拓展,例如半导体、生物电化学、电催化、新溶剂和新材料、新的理论研究方法以及电化学振荡体系等。贯穿本书的中心思想是突出电化学在当代工业中的最新应用,例如燃料电池、锂电池、超级电容器和实用型电催化剂等。

         

        读者对象:本书全面而深入地介绍了电化学的各种研究方法,包括传统的电化学技术以及现代的光学、谱学、质谱和扫描探测技术。因此,本书可以作为化学、化工、材料学和物理学专业学生和科研工作者的参考资料。

         

        序言:本书在概述了电化学基本原理的基础上,详细阐述了各种原子、分子水平的电化学研究方法,重点介绍了电化学清洁能源技术,尤其是燃料电池的基本原理以及当今发展动态, 另外,也尽可能多地介绍了上述各交叉领域的最新研究成果。全书共分 10 章,内容包括组成电化学体系的溶液和电极的基本性质、电极/溶液界面结构和性质、电极过程动力学、电化学研究方法,特别是最近建立起来的电化学研究方法和固态电化学体系的基本性质,以及应用电化学的基本原理、电极过程和基于电化学原理的各种化工技术,诸如化学电源、工业电解、金属电沉积、表面处理与防护以及电分析化学等应用领域。

            我们谨以此书献给广大的中国读者,并希望该书能够为中国电化学及其相关领域(包括能源、材料和生命等领域)科研工作者以及学生们提供一些帮助和支持!

         

        Carl H Hamann

         

        Andrew Hamnett

         

        Wolf Vielstich

         

        20098

         

         

         

        第二版序

         

            本书第二版的出版距离第一版的发行时间已近十年,在此期间,电化学前沿又扩展到了更广泛的科学领域,并得到了飞速的发展。现代电化学所涉及和影响的领域离传统电化学关注的焦点已越来越远,所以,这就要求当代的电化学家们必须将他们的专业知识范围及时扩展到这些新的领域,例如,二三十年前,除了某些光学技术, 光谱学与电化学基本没有什么交叉,如今光谱学却在电化学领域中起着极其重要的作用, 这方面的内容也占据了本书很大的篇幅。在电化学基础理论领域,利用量子力学从头算的方法,我们已经可以计算出电极表面附近分子的基元过程并提供这些分子有关行为的直接信息, 在不久之前这方面的研究中我们还只能以较粗糙的近似法来建立相关模型。扫描隧道显微镜的发明使我们有能力研究表面上的原子和分子的结构,以及界面结构是如何随电势和电解质溶液而变化的。另外,它也为我们研究诸如腐蚀这类与电极表面晶体结构上的非均一性密切相关的电化学过程提供了新的信息。一些为其他目的开发的新型材料也让我们开发了很多电化学新技术,例如低温固体燃料电池,反过来, 电化学家开发的新材料,如电活性聚合物,也将对其他很多学科领域及技术产生广泛而深远的影响。

            我们在本版改编过程中尝试将这些新的热点内容增加进来。同时,为了避免新增内容影响本书整体的简洁性,我们对前一版在内容上进行了必要的调整,删除了一些过时的材料,并保证其不会对阅读和理解本版内容造成困难。与前一版相比,本版前几章的主要更新在于引进了基于量子力学从头算的理论方法的一些新思想。这是一个崭新及重要的领域,且已取得了一些令人激动的成果。第四和第五章在保持物理化学核心思想的同时,增加了许多能够反映当代技术、方法的新内容,并新增了一节生物电化学,突出了与长程电荷传递相关的电化学行为特性。第六章有关机理方面的内容经过了重写,例如,对甲醇和CO的电氧化机理方面的解释基本体现了该领域一些最新研究成果。另外,我们还增加了电化学聚合反应和电化学振荡等内容。第七章新增了当代电池中常用的固体电解质膜的最新研究进展,还简要介绍了室温熔融盐研究领域的一些重要成果。第八、九、十章更新了前一版中介绍的各种电化学技术,融入了这些技术的新进展。我们非常关注生物电化学领域的成果对未来各种传感器研制方面的深远影响,同时,我们也坚信电化学科学必将对其他学科的进一步发展提供可靠的支持和帮助。

         

            本书第一版的英文版本是由AHamnett翻译和修订了由CHHamannWVielstich撰写的德文《电化学》第三版,这两个语言版本均于1998年出版发行。CHHamann负责了该书德文第四版的编撰工作,该版本于2005年出版,WVielstichAHamnett负责了本书英文第二版的编撰工作。所以,这两个语言版本在内容上有所差异。

         

            作者感谢所有为本书提供帮助的人们,并特别感谢Teresa IwasitaPaul Christensen教授,他们无私地抽出宝贵时间阅读了本书许多章节,并提出了宝贵的意见。感谢Cordoba大学的Velia Solis教授对生物电化学一节的帮助,同样也感谢Hamilton Valera博士、Demetrius Profeti博士、Roberto Batista de Lima博士、Bruno Carreira Batista博士和Eduardo Ciapina博士的帮助。最后,我们还要感谢本书第一版读者的批评指正。

         

        Carl H. Hamann

         

        Andrew Hamnett

         

        Wolf Vielstich

         

        20071

         

         

        目录:

        1章基础、定义和概念1

         

        11离子、电解质和电荷的量子化1

         

        12电化学池中从电子导电到离子导电的转换2

         

        13电解池与原电池:分解电势与电动势(emf)4

         

        14法拉第定律5

         

        15量度单位制7

         

        参考文献9

         

        2章电导率和离子间的相互作用10

         

        21电解质基础10

         

        211电解质导电的基本概念10

         

        212电解质溶液电导的测量11

         

        213电导率14

         

        214电导率值15

         

        22电解质电导率的经验定律16

         

        221电导率与浓度的关系16

         

        222摩尔电导率和当量电导率16

         

        223科尔劳施定律和强电解质极限电导率的测定17

         

        224自由离子独立迁移定律和弱电解质摩尔电导率的测定19

         

        23离子迁移率和希托夫传输20

         

        231迁移数以及离子极限电导的测定20

         

        232离子迁移数的实验测定22

         

        233迁移数和离子极限电导的数值23

         

        234离子水化作用23

         

        235质子异常的电导率,H3O+的结构和质子水合数25

         

        236离子迁移速率和离子半径的测定:瓦尔登法则27

         

        24电解质电导理论(稀电解质溶液的德拜休克尔昂萨格理论)28

         

        241模型描述:离子氛、弛豫效应和电泳效应28

         

        242计算中心离子和离子氛产生的电势:离子强度、离子半径和离子云29

         

        243适用于稀电解质溶液电导的德拜昂萨格方程32

         

        244交流电场和强电场对电解质电导的影响34

         

        25电化学中的活度概念34

         

        251活度系数34

         

        252计算浓度依赖的活度系数35

         

        253浓电解质溶液的活度系数38

         

        26弱电解质性质46

         

        261奥斯特瓦尔德稀释定律46

         

        262电离受电场的影响48

         

        27pH值的定义和缓冲溶液48

         

        28非水溶液51

         

        281非水溶剂中的离子溶化作用51

         

        282非水溶液电解质的电导率52

         

        283含质子非水溶液的pH标度53

         

        29电导率测量的应用54

         

        291水的离子积的测定54

         

        292难溶盐溶度积的测定55

         

        293难溶盐溶解热的测定55

         

        294弱电解质热力学电离平衡常数的测定55

         

        295电导滴定原理56

         

        参考文献57

         

        3章电极电势和相边界的双电层结构58

         

        31电极电势及其与浓度、气体压力和温度的关系58

         

        311电池的电动势和化学反应的最大可用能量58

         

        312电极电势的本质,Galvanic电势差和电化学势59

         

        313电极电势以及金属与含该金属离子的溶液间的平衡电势差的计算——Nernst方程61

         

        314氧化还原电极的Nernst方程61

         

        315气体电极的Nernst方程63

         

        316电极电势和电池电动势的测定63

         

        317原电池的示意表示64

         

        318从热力学数据计算电池的电动势66

         

        319电动势与温度的关系67

         

        3110电池电动势与压力的关系——水溶液电解时的残余电流68

         

        3111参比电极与电化学序列70

         

        3112第二类参比电极73

         

        3113非水溶剂中的电化学序列76

         

        3114非水溶剂的参比电极以及工作的电势范围78

         

        32液接电势78

         

        321液接电势的起源78

         

        322扩散电势的计算80

         

        323有或没有迁移的浓差电池81

         

        324Henderson方程82

         

        325扩散电势的消除83

         

        33膜电势84

         

        34双电层和电动力学效应86

         

        341Helmholtz和扩散双电层:Zeta电势86

         

        342离子、偶极和中性分子的吸附——零电荷电势89

         

        343双电层电容89

         

        344电化学双电层的一些数据91

         

        345电毛细现象92

         

        346电动力学效应——电泳、电渗析、Dorn效应以及离子流电压94

         

        347双电层的理论研究96

         

        35半导体电极的电势及相边界行为98

         

        351金属导体、半导体和绝缘体98

         

        352半导体电极的电化学平衡101

         

        36电势差测量的应用102

         

        361标准电势与平均活度系数的测定102

         

        362难溶盐的溶度积104

         

        363水的离子积的确定104

         

        364弱酸的解离常数105

         

        365热力学状态函数(ΔrG0ΔrH0ΔrS0)以及化学反应相应的平衡常数的确定106

         

        366用氢电极来测量pH107

         

        367用玻璃电极测量pH110

         

        368电势滴定的原理113

         

        参考文献114

         

        4章电势与电流115

         

        41流过电流时的电池电压与电极电势的概述115

         

        411超电势的概念117

         

        412超电势的测量:单电极的电流电势曲线117

         

        42伏安曲线中的电荷转移区118

         

        421借助Arrhenius方程来理解电荷转移控制下的电流电势曲线119

         

        422交换电流密度j0与不对称因子β的意义122

         

        423交换电流密度与浓度的关系124

         

        424涉及多电子连续转移的电极反应125

         

        425偶合化学平衡的电荷转移:电化学反应级数127

         

        426有关电荷转移问题的进一步理论考虑133

         

        427活化参数的确定以及电化学反应与温度的关系136

         

        43浓差超电势——物质的传质对伏安曲线的影响137

         

        431浓差超电势与ButlerVolmer方程式的关系138

         

        432扩散超电势与扩散层138

         

        433在恒电势和恒定表面浓度cs下的电流时间关系140

         

        434在恒电流条件下的电势时间关系:恒电流电解法141

         

        435对流传质与旋转电极142

         

        436通过电迁移的传质过程:NernstPlank方程147

         

        437球形扩散147

         

        438微电极149

         

        44同时发生的化学过程对伏安曲线的影响151

         

        441反应超电势、反应极限电流和反应层厚度151

         

        45吸附过程154

         

        451吸附等温线的几种形式154

         

        452吸附焓和Pauling公式156

         

        453电流电势行为和吸附极限电流157

         

        454交换电流密度与吸附焓的关系,火山曲线158

         

        46电化学结晶金属的沉积与溶解158

         

        461金属沉积的简单模型159

         

        462螺旋位错存在下的晶体生长162

         

        463欠电势沉积163

         

        464金属溶解与钝化的反应动力学164

         

        465电化学材料科学与电化学表面技术166

         

        47混合电极与腐蚀168

         

        471酸腐蚀的机理168

         

        472氧腐蚀169

         

        473电势pH值关系图(Pourbaix)170

         

        474腐蚀防护171

         

        48半导体电极上的电流173

         

        481半导体上的光效应174

         

        482光电化学175

         

        483光伏电池176

         

        484太阳光能的捕获利用177

         

        485利用光电化学技术消毒179

         

        49生物电化学180

         

        491一种典型的氧化还原酶:葡萄糖氧化酶的生物电化学181

         

        492几种生化物质的电化学研究182

         

        参考文献186

         

        5章电极/电解液界面的研究方法190

         

        51稳态伏安曲线的测量190

         

        511恒电位仪190

         

        512利用电势阶跃法测量反应动力学数据191

         

        513有效控制传质条件下的测量192

         

        514利用湍流对快速反应进行稳态测量194

         

        52准稳态测量方法196

         

        521循环伏安法:研究电极吸附和电极过程的电化学谱学法197

         

        522交流(AC)测量法209

         

        53研究电极表面吸附层的电化学方法219

         

        531测量流过的电量220

         

        532电容的测量221

         

        54谱学电化学及其他非经典研究方法222

         

        541序言222

         

        542红外谱学电化学224

         

        543电子自旋共振230

         

        544电化学质谱234

         

        545其他重要的测量方法242

         

        546扫描显微技术243

         

        55纳米结构的制备,扫描隧道显微镜与向真空转移的结合247

         

        551利用STM针尖制备纳米结构:SECM实验247

         

        552扫描隧道显微镜技术与向真空转移的结合248

         

        56光学方法250

         

        561椭圆偏振技术251

         

        562XASSXSXANES254

         

        参考文献256

         

        6章电催化与反应机理259

         

        61电催化概述259

         

        62氢电极261

         

        621吸附中间产物对伏安曲线的影响262

         

        622溶液pH值和催化剂表面状态的影响263

         

        623铂电极上氢的氧化及氧的化学吸附264

         

        63氧电极反应265

         

        631利用旋转环盘电极研究氧的还原反应266

         

        64甲醇氧化267

         

        641甲醇在酸性电解液中氧化的平行反应途径268

         

        642甲醇吸附269

         

        643甲醇氧化的反应产物及吸附的中间产物269

         

        644表面结构及吸附阴离子的影响271

         

        645甲醇氧化反应的机理271

         

        646甲醇氧化的催化促进剂272

         

        65CO在铂电极表面的氧化反应273

         

        651吸附在Pt(111)表面上的CO的表面结构的确定274

         

        652溶解CO存在时CO的氧化275

         

        653CO氧化:LangmuirHinshelwood机理276

         

        654CO在高过电势时的氧化、传质和氧覆盖度的影响277

         

        66将乙醇的化学能转化为电能278

         

        67有机电化学中的反应机理279

         

        671一般事项279

         

        672有机电化学电极过程分类280

         

        673氧化过程:电极电势、反应中间物和最终产物282

         

        674还原过程:电极电势、反应中间物和最终产物283

         

        675更多的电有机反应及电极表面的影响284

         

        676电化学聚合285

         

        68电化学体系中的振荡287

         

        参考文献289

         

        7章固体及熔融盐离子导体电解质291

         

        71离子导电固体291

         

        711固体中离子导电的原因291

         

        712固体电极上的电流电压测量293

         

        72固体聚合物膜电解质(SPE’s)295

         

        721固体聚合物电解质膜体系的电流/电压测量296

         

        722其他聚合物膜296

         

        73离子导体熔融物299

         

        731导电性299

         

        732电流电压研究300

         

        733高温熔融物的其他应用301

         

        734室温熔融盐301

         

        参考文献302

         

        8章工业电化学过程304

         

        81简介304

         

        811电化学过程的特点304

         

        812经典电解槽设计及空间时间产额305

         

        813电催化剂的形貌307

         

        814活化超电势308

         

        82电化学制备氯气和氢氧化钠309

         

        821电解氯化钠水溶液过程中的电极反应309

         

        822隔膜电解槽310

         

        823汞齐电解槽311

         

        824离子交换膜过程313

         

        825用氧阴极的离子膜过程313

         

        83金属材料的电化学提取与提纯317

         

        831水溶液中的金属材料提取317

         

        832水溶液中的金属材料提纯318

         

        833熔盐电解318

         

        84无机化合物的特殊制备方法320

         

        841次氯酸盐、氯酸盐、高氯酸盐320

         

        842过氧化氢和过二硫酸321

         

        843传统水电解过程321

         

        844现代水电解过程和制氢技术321

         

        85电有机合成323

         

        851工艺和特征综述323

         

        852己二腈——Monsanto工艺324

         

        86现代电解池设计325

         

        87未来可能的电催化327

         

        871异相化学反应中催化活性的电化学改性(NEMCA效应)327

         

        88组分分离技术329

         

        881废水处理329

         

        882电渗析330

         

        883电泳331

         

        884核工业中的电化学分离步骤331

         

        参考文献333

         

        9章电池336

         

        91基本概念336

         

        92电池的性能、组件和特点337

         

        921铅酸蓄电池的功能和结构337

         

        922锌锰干电池的功能和构成338

         

        923电解液和自放电339

         

        924开路电压、比容和能量密度340

         

        925伏安特性、功率密度和功率密度/能量密度图340

         

        926电池放电特性341

         

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

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