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電化學

發布時間: 2020-11-21 01:31:07

① 電化學如何誕生的

電化學是電學與化學結合的產物,依賴於化學一定程度的發展和電流的發現。伽法尼在蛙腿實驗中發現電流後,人們開始了對電的研究。物理學家伏打發明了伏打電堆,提出了接觸電(金屬電)的概念,認為金屬都含「電流體」,但張力不同,電流體從張力高的金屬流向張力低的金屬,就產生了電流,電池裝置中的電解質只起導電作用。

《自然哲學、化學和工藝》雜志的主編英國人尼科爾遜(W.Nichoison)看到了伏打的來信,深受啟發,立即和卡利斯爾(A.Carlse)運用伏打電堆研究水的分解反應。1800年5月2日,他們用導線連接作為電池的兩極的媒介物,將導線浸在水中,不久在導線上析出了氧和氫。電解水產生氫和氧,與以化學方法分解水的產物相同,於是他們斷定電池中發生了化學反應。從此,科學家開始利用電流研究化學,一門新學科——電化學產生了。

英國的戴維用電解法分離出鉀、鈉等單質,並對電解過程進行定量研究,發現電池的電動勢與電解析出物質量成正比。法拉第發現了電解定律,提供了電量與化學反應量間的定量關系。他說「化學作用就是電,電就是化學作用」。盡管如此,當時人們對電與化學關系的本質並不了解,不明白是化學作用產生了電流。戴維、貝采里烏斯等仍沿用伏打的接觸說,認為是金屬產生了電流。

隨著弱、強電解質電離理論的產生和電子的發現,電與化學之間的關系日益明確,人們認識到電池陰極上的金屬失去電子變成正離子進入溶液,而陽極上的金屬得到電子,從而使化學能轉化為電能。

對電學與化學關系的正確理解促進了電化學的進一步發展,也再次證明了能量守恆與轉化定律的正確性。

② 電化學的定義是什麼

研究電子導電相和離子導電相之間的界面上所發生的各種界面效應,即伴有電現象發生的化學反應。

③ 電化學原理

1、原電池工作原理

原電池是將一個能自發進行的氧化還原反應的氧化反應和還原反應分別在原電池的負極和正極上發生,從而在外電路中產生電流。

2、原電池的電極的判斷

負極:電子流出的一極;發生氧化反應的一極;活潑性較強金屬的一極。

正極:電子流入的一極;發生還原反應的一極;相對不活潑的金屬或其它導體的一極。

在原電池中,外電路為電子導電,電解質溶液中為離子導電。

(3)電化學擴展閱讀:

一、組成原電池的基本條件

1、將兩種活潑性不同的金屬(即一種是活潑金屬一種是不活潑金屬),或著一種金屬與石墨(Pt和石墨為惰性電極,即本身不會得失電子)等惰性電極插入電解質溶液中。

2、用導線連接後插入電解質溶液中,形成閉合迴路。

3、要發生自發的氧化還原反應。

二、研究內容

電池由兩個電極和電極之間的電解質構成,因而電化學的研究內容應包括兩個方面:一是電解質的研究,即電解質學,其中包括電解質的導電性質、離子的傳輸性質、參與反應離子的平衡性質等,其中電解質溶液的物理化學研究常稱作電解質溶液理論。

另一方面是電極的研究,即電極學,其中包括電極的平衡性質和通電後的極化性質,也就是電極和電解質界面上的電化學行為。電解質學和電極學的研究都會涉及到化學熱力學、化學動力學和物質結構。

④ 電化學和醫學

現在廣泛使用的糖尿病檢測器,就是將血糖信號,轉變成電信號,所以想現在普通百姓也可以在家自己檢測血糖啦,而且價格非常低廉,使用非常方便。有時中葯也採用電滲析的方法,將中葯導入體內,用於治療腰疼腿疼等。
更專業的應用,我說不好了,但是電化學是化學中最好的方向,因為可以將化學信號轉變為電信號,便於電腦處理。
現在醫療技術發展迅速,電化學必然在醫療行業有廣泛的應用。只是需要跟一個確實有實力的導師才行。
我只是介紹,不是太精通。

⑤ 化學腐蝕和電化學腐蝕什麼區別

一、定義不同

化學腐蝕:是指金屬材料在乾燥氣體和非電解質溶液中發生化學反應生成化合物的過程中沒有電化學反應的腐蝕。

電化學腐蝕:就是金屬和電解質組成兩個電極,組成腐蝕原電池。

二、原理不同

化學腐蝕原理:是由於金屬表面與環境介質發生化學作用而引起的腐蝕。當金屬與非電解質相接觸時,非電解質中的分子被金屬表面所吸附,並分解為原子後與金屬原子化合,生成腐蝕產物。

電化學腐蝕原理:當金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣中,金屬表面會形成一種微電池,也稱腐蝕電池(其電極習慣上稱陰、陽極,不叫正、負極)。陽極上發生氧化反應,使陽極發生溶解,陰極上發生還原反應,一般只起傳遞電子的作用。

(5)電化學擴展閱讀:

防止電化學腐蝕的方法:

1、覆蓋層保護:是用耐蝕性能良好的金屬或非金屬材料覆蓋在耐蝕性能較差的材料表面,把基體材料與腐蝕介質隔開,以達到控制腐蝕的目的。

2、電化學保護:分為陰極保護和陽極保護兩種。

陰極保護是將被保護的金屬與外加電流電源的負極相連,在金屬表面通入足夠的陰極電流,使金屬的電位變負,從而使金屬溶解速度減小的一種保護方法。

陽極保護是將被保護的金屬構件與外加直流電源的正極相連,在電解質溶液中,使金屬構件陽極極化至一定電位,使其建立並維持穩定的鈍態,從而陽極溶解受到抑制,腐蝕速度降低,使設備得到保護。

3、緩蝕劑保護:是通過添加少量能阻止或減緩金屬腐蝕的物質使金屬得到保護的方法。

⑥ 電化學窗口

通俗地講,就是電解質、電極本身的電流很小的電壓范圍,在這個范圍內呢,如果研究對象有氧化還原反應的話,很容易出峰,,,直接貼個圖吧,可以很明顯地看出來電化學窗口的范圍和影響因素。。。就拿中間綠色那組,電極對電化學窗口的影響來說,由於鉑的析氫電位很低,因此,在水溶液里,一旦電位低於-0.66V,馬上在電極表面發生析氫還原,那麼電流就急劇增加,這樣的大背景下,哪怕研究對象有還原峰,也看不出來了。而汞電極呢,析氫電位高,所以,在-1.0V甚至更低的時候,研究對象的還原峰還是能顯現出來。

參考文獻J. Chem. Ec. 2018, 95, 197-206

如果上述解釋有問題,歡迎交流。

⑦ 高中電化學

高中化學是高中最重要的一門科目之一,為了更好的學習化學,去歸納一些高中化學知識吧!下面就讓學習啦小編給大家分享一些高中電化學必備知識點歸納吧,希望能對你有幫助!
高中電化學必備知識點歸納篇一
1、利用原電池原理進行金屬的電化學防護
(1)、犧牲陽極的陰極保護法
原理:原電池反應中,負極被腐蝕,正極不變化
應用:在被保護的鋼鐵設備上裝上若干鋅塊,腐蝕鋅塊保護鋼鐵設備
負極:鋅塊被腐蝕;正極:鋼鐵設備被保護
(2)、外加電流的陰極保護法
原理:通電,使鋼鐵設備上積累大量電子,使金屬原電池反應產生的電流不能輸送,從而防止金屬被腐蝕
應用:把被保護的鋼鐵設備作為陰極,惰性電極作為輔助陽極,均存在於電解質溶液中,
接上外加直流電源。通電後電子大量在鋼鐵設備上積累,抑制了鋼鐵失去電子的反應。
2、改變金屬結構:把金屬製成防腐的合金
3、把金屬與腐蝕性試劑隔開:電鍍、油漆、塗油脂、表面鈍化等
(3)金屬腐蝕的分類:
化學腐蝕— 金屬和接觸到的物質直接發生化學反應而引起的腐蝕
電化學腐蝕—金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學腐蝕。
高中電化學必備知識點歸納篇二
金屬的電化學腐蝕
(1)金屬腐蝕內容:
析氫腐蝕——腐蝕過程中不斷有氫氣放出
①條件:潮濕空氣中形成的水膜,酸性較強(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等氣體) ②電極反應:負極: Fe – 2e- = Fe2+
正極: 2H+ + 2e- = H2
總式:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2
吸氧腐蝕——反應過程吸收氧氣
①條件:中性或弱酸 ......

⑧ 電化學...

電流驅動離子力是什麼鬼?
電流傳遞能量理論上是一個無限增大的,
而化學鍵鍵和力是一種固定值。
當電流提供的能量超過固定值,鍵被打開。

⑨ 電化學型

礦物以電化學溶解為主。這種類型的礦體埋藏有一定深度。其地電異常對尋找深部隱伏礦體有著重要的意義。地電提取是提取可溶性離子,它的來源有如下幾部分:其一是早已形成的離子暈中的離子,這部分離子的多少,主要取決於礦物的電化學溶解,眾所周知礦物電化學溶解順序由礦物穩定電位大小而定,多種礦物共存組成電池時,閃鋅礦先溶解,其次是方鉛礦,再後是黃銅礦,這樣Zn2+多於Pb2+,而Pb2+多於Cu2+,一般來說,這部分離子暈決定著地電提取量;其二是礦物在外電場作用下溶解而形成的離子;其三是在外電場作用下,元素在土壤中從不溶相態轉化為可溶性離子,各元素的轉變又不一樣,銅多於鉛。地電提取量的多少,除受這三個因素影響外,還受其他很多因素制約,因此,各元素地電提取異常值的大小沒有一個固定模式。總的來說,這類地電提取異常曲線的特徵是:①同一礦體中,這幾種礦物同時存在時,不管礦物量多少,Cu、Pb和Zn地電提取量基本在同一數量級,相互間相差不會很大;②在多數情況下,Zn地電提取異常值要大於Pb,但這並不是絕對的,因為有一變種閃鋅礦的導電能力很差,故電化學溶解也差,離子暈中的離子量相對較小,在這種情況下,Zn的地電提取量就比較少,Cu的異常值變化比較大[地電提取異常值大小順序可能出現下列幾種情況,即Zn>Pb>Cu,Zn>Cu>Pb,Cu>Zn>Pb;根據這個規律,在含有鉛鋅礦物的銅礦體中Cu的地電異常值不一定都高於Zn,找礦工作中要特別注意,江西列石山銅礦就是一例(圖7-2),其Cu的地電提取異常值為70×10-6,比Zn的地電提取異常值(170×10-6)低];③如礦體有幾種成礦礦物共存時,各元素地電提取曲線之間可出現同步變化、基本同步變化及不同步變化三種情況。同步變化反映出礦體中各礦物分布基本上是均勻的,如Cu、Pb,Zn、Sn和Ni等元素在電化學溶解後,多以可遷移的離子存在於圍岩溶液中。這些離子的淌度,大致在同一數量級。盡管其含量各有差異,但在地電場等作用下形成離子暈的過程中是同步變化的。我們認為每一礦體都有一個完整的離子暈,如在垂直分布上有多個礦體存在,也會形成一個完整、均勻的離子暈,這時Cu、Pb、Zn等元素的地電提取異常曲線必然是同步變化的。如前圖6 22,廣東一六鎢礦的地電提取剖面圖。金屬礦物有白鎢礦、褐鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦和方鉛礦等。有兩組隱伏礦體,它們形成兩個完整的離子暈,因此Cu、Pb、Zn和Sn的地電提取曲線為兩個同步變化的異常。如水平分布上有多個礦體在相隔不遠的地方存在時,單個礦體離子暈之間可互相重疊。當各礦體中各礦物組成不同時,重疊後形成的混合離子暈中,各元素分布必然更不均勻。各元素地電提取異常曲線的變化會出現雜亂無章、毫無規律的現象。如前圖6-23是個典型例子。它是一個砷多金屬礦,有多條礦脈,各礦體的礦物組成是不均勻的。加之礦脈相距很近,在各礦脈離子暈重疊後組成的混合離子暈中,Zn、Pb分布是不均勻的,因此,兩條地電提取異常曲線不是同步或基本同步變化。還有一種情況,各元素地電提取異常曲線的變化是同步或基本同步,但有一種(或幾種)元素的異常值顯得特別低。這可能是在垂直方向上分布著多個礦體,反映出元素異常值較高的礦體埋藏較淺,異常值低的則埋藏較深。見圖7-3該剖面垂直分布兩組礦體,上層為鉛鋅礦,礦體頂部埋深為80m,Pb和Zn 的最高地電異常值均為1000×10-6左右。銅礦體為下層,頂部埋深200m,其地電異常值約為60×10-6,Pb和Zn的地電提取異常曲線變化是同步的,而Cu與Pb和Zn的提取異常曲線變化是基本不同步的。

圖7-2 江西列石山銅礦地電提取異常剖面圖

(據費錫銓,1992)

E2h—老第三系;S2—中志留統;D3s—上志留統佘田橋組;γσπ—花崗閃長斑岩;BN—斷裂破碎帶;SiN—硫化帶;Cuγδπ—含銅花崗閃長斑岩;Cu—礦體

⑩ 談談對電化學技術的理解

電化學反應是屬於電化學范疇的化學反應。 電化學是有關電與化學變化關系的一個化學分支。電化學是邊緣學科,是多領域的跨學科。對「電化學」,古老的定義認為它是「研究物質的化學性質或化學反應與電的關系的科學」。以後Bockris下了定義,認為是「研究帶電界面上所發生現象的科學」。電化學反應過程中常伴隨著電極表面析氫、析氧和析氯的電極反應,這些析出的氣體會以氣泡形式吸附於電極表面,從而造成電極活性面積減少、電極表面電位和電流密度的微觀分布不均,產生電極極化。

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