《应用电化学教案》word版

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1、山东理工大学《应用电化学》教案总学时48学时，其中：理论=32学时实验=16学时课时分布情况：绪论1学时第一章电化学理论基础9学时第二章电催化过程6学时第三章化学电源4学时第四章金属的表面精饰2学时第五章无机物的电解工业2学时第六章有机物的电解合成2学时第七章电化学传感器2学时第八章电化学腐蚀与防护2学时复习课2学时实验1：简易铅酸蓄电池的制备          3学时实验2：金属的电沉积实验（或电镀实验）        3学时实验3：稳态极化曲线及电流效率的测定        3学时实验4：金属电化学腐蚀及腐蚀极化曲线的测定    3学时实验5

2、：金属腐蚀的电化学保护实验        4学时173山东理工大学绪论教学目的和要求：（1）了解电化学发展历史（2）了解电化学的应用重点：⑴电化学历史；⑵电化学的应用领域。教学方法：课堂讲授，课堂讨论，课后练习，辅以学生提问思考教具：多媒体教学系统，电子课件§0绪论：电化学和应用电化学概论1．电化学的形成与发展电化学是研究电能与化学能之间相互转换及转换过程中有关规律的科学。象其它科学一样，是社会生产力发展中产生与发展起来的。诞生于18-19世纪。1791年，意大利学者LuigiGalvani在从事青蛙生理功能研究时，偶然构成了电化学电路。1799

3、年，还是意大利人的AlessandroCountVolta利用锌片和铜片（中间用浸有硫酸的毛呢）构成了电池堆，于是世界上出现了第一个化学电源（大概70-80年后出现交流发电技术）1833年Faraday通过大量的实验，总结出了通电电量与化学反应之间的规律，即Faraday定律，这是一个里程碑似的定律，为电化学研究和应用提供了基本的理论基础。20世纪的前半页，电化学研究主要集中在电解质理论和原电池热力学，出现了企图用化学热力学理论处理一切问题的倾向，人们认为电流通过电极时，电极反应总是可逆的，Nernst公式可以应用于一切电化学过程。这导致了这一段

4、时间内，电化学研究和应用发展的迟缓。173山东理工大学20世纪40年代，前苏联学者开始从化学动力学角度研究电化学，特别是针对电极与溶液净化对电极反应动力学数据重现性的影响，从实验技术上取得突破，并在析氢过程动力学和双电层结构研究方面取得重大进展。20世纪50年代以后，特别是60年代以来，电化学学科迅猛发展，在非稳态传质过程动力学、复杂电极过程动力学等理论方面和界面交流阻抗法、暂态技术、线性电位扫描、旋转圆盘电极等实验研究技术方面都有了突破性发展，并将量子力学引入电化学，形成了量子电化学。随着电化学理论和技术的发展，电化学的应用和电化学工业也迅速发

5、展起来，进一步促进了电化学技术想更广阔科学和技术领域的扩散，又形成了许多跨学科或边缘学科的科学。2.电化学应用领域的进展电化学：电化学热力学（电能与化学能的转换、电极表面现象）、电化学动力学（电极过程、电极过程催化）。理论电化学：基础理论、基本原理的研究，研究方法、测试技术的研究。电化学科学的丰富内容，可以图示如下：应用电化学：电化学应用基础研究，电化学理论、技术在生产中的应用和应用研究。v应用电化学和理论电化学的关系：理论不断进入实践应用，实践过程不断提出新问题，发现新领域。高效环保化学能源体系的研究、开发、应用;v金属表面的电化学处理理论与技

6、术;v电化学腐蚀与防护技术，电化学冶金理论与技术;v电化学传感器;v化合物的电化学合成理论与技术;v电化学控制和电化学分析173山东理工大学第一章电化学理论基础§1.1电化学体系的基本单元§1.2电化学过程热力学教学目的和要求：（1）了解电化学在生产实际、科研工作中的意义；（2）熟悉电极、隔膜、电解质溶液等基本单元；（3）掌握可逆和不可逆电化学过程的热力学函数关系。重点：（1）工作电极、辅助电极、参比电极概念；（2）电化学状态函数相互转换关系。173山东理工大学教学方法：课堂讲授，课堂讨论，课后练习，辅以学生提问思考教具：多媒体教学系统，电子课件

7、§1.1电化学体系的基本单元电化学：研究电能和化学能之间相互转化及转化规律的科学。研究内容：包括电解质溶液理论、电化学热力学、电化学动力学、电化学应用。应用电化学：包括电化学新能源体系的开发和利用、金属的表面精饰、电化腐蚀和防腐、电化学传感器的开发、无机有机化合物的电解合成。1.电极(electrode)电极：多相体系，为电子导体或半导体，实现电能的输入或输出，是实现电极反应的场所。三电极体系：工作电极、参比电极、辅助电极电源：正、负极；电解池：阴、阳极。工作电极(workingelectrode)（研究电极）要求：⑴所研究的电化学反应不因电极自

8、身发生的反应受到影响，能在较大的电位区域中测定；⑵电极不与溶剂、电解液组份发生反应；⑶电极面积不宜太大，表面均一、平滑、容易表面净化。工