電化學(xué)
電化學(xué)主要是研究電能和化學(xué)能之間的互相轉(zhuǎn)化以及轉(zhuǎn)化過(guò)程中相關(guān)規(guī)律的科學(xué)翅敌。能量的轉(zhuǎn)變需要一定的條件（即要提供一定的裝置和介質(zhì)）。
例如惕蹄，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能必須通過(guò)原電池（primary cell〉來(lái)完成蚯涮，電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能則要借助于電解池（electrolytic cell）來(lái)完成治专。無(wú)論是電池還是電解池，都需要知道 電極（electrode）和相應(yīng)的電解質(zhì)溶液（electrolytic solution ）中所發(fā)生的變化及 其機(jī)理遭顶。
電化學(xué)的發(fā)展歷史
在1600年张峰，Gilbert（吉爾伯特，Sir William Gilben棒旗，1544—1603）觀察到用毛皮擦過(guò)的琥珀具有吸引其他輕微物體的能力喘批，就用“electric”（希臘語(yǔ)，意即“琥珀”）這個(gè)字來(lái)描述這種行為铣揉。
1799年,Volta（伏打饶深，Alessandro Volta，1745—1827逛拱，意大利物理學(xué) 家）從銀片敌厘、鋅片交替的疊堆中成功地產(chǎn)生了可見(jiàn)火花，才提供了用直流電源進(jìn) 行廣泛研究的可能性橘券。
1807年额湘，Davy（戴維，H. Davy旁舰，1778—1829锋华，英國(guó)化學(xué)家） 用電解成功地從鈉、鉀的氫氧化物中分離出了金屬鈉和鉀箭窜。
1833年Faraday（法拉第毯焕，Michael Faraday，1791—1867,英國(guó)物理學(xué)家和化學(xué)家）根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果 歸納出了著名的Faraday定律磺樱，為電化學(xué)的定量研究和以后的電解工業(yè)奠定了理 論基礎(chǔ)纳猫。
直到1870年以后，人們發(fā)明了發(fā)電機(jī)竹捉，電解才被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)中芜辕。
1893年，Nemst （能斯特块差，1864—1941侵续，德國(guó)化學(xué)家和物理學(xué)家）根據(jù)熱力學(xué) 的理論提出了可逆電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式，即Nernst方程憨闰，表示電池的電動(dòng)勢(shì) 與參與電池反應(yīng)的各種物質(zhì)的性質(zhì)状蜗、濃度以及外在條件（溫度、壓力等）的關(guān)系鹉动， 為電化學(xué)的平衡理論的發(fā)展作出了突出的貢獻(xiàn)轧坎。
1923年，Debye（德拜泽示，1884—1966,物理化學(xué)家缸血，原籍荷蘭蜜氨，1946年加人美 國(guó)籍〉與Hiickel （休克爾，生于1896年属百，德國(guó)物理化學(xué)家）提出了強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的離子互吸理論记劝，推動(dòng)了電化學(xué)理論的進(jìn)一步發(fā)展。
1905年族扰，TafeK塔菲爾 開(kāi)始注意到電極反應(yīng)的不可逆現(xiàn)象厌丑，提出了一個(gè)半經(jīng)驗(yàn)的Tafel公式，用以描述電流密度和氫超電勢(shì)之間的關(guān)系渔呵。
在20世紀(jì)40年代怒竿，前蘇聯(lián)學(xué)者弗魯姆金以 電極反應(yīng)速率及其影響因素為主要研究對(duì)象，而逐步形成了電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)扩氢。在電極上發(fā)生氧化或還原反應(yīng)時(shí)耕驰，電子的躍遷距離小于1 nm，顯然录豺，利用固 體物理的理論和量子力學(xué)的方法研究電極和溶液界面上所進(jìn)行反應(yīng)的機(jī)理朦肘，更 能反映出問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。這是研究在界面上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)嶄新的領(lǐng)域双饥， 被稱為董子電化學(xué)媒抠。
生產(chǎn)上的需要推動(dòng)著電化學(xué)的發(fā)展，電化學(xué)工業(yè)在今天已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中 的重要組成部分咏花。許多有色金屬以及稀有金屬的冶煉和精煉都采用電解的方 法趴生。利用電解的方法可以制備許多奉本的化工產(chǎn)品纟如氣氧化鈉、氣氣昏翰、氣酸鉀苍匆、 過(guò)氧化氫以及一些有機(jī)化合物等，在化工生產(chǎn)中也廣泛采用電催化和電合成反 應(yīng)棚菊。材料科學(xué)在當(dāng)今新技術(shù)開(kāi)發(fā)中占有極其重要的位置浸踩，用電化學(xué)方法可以生 產(chǎn)各種金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)材料或表層具有特殊功能的材料。
電鍍工業(yè)與機(jī)械工業(yè)统求、電子工業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ疃加忻芮械年P(guān)系检碗，絕大部分 機(jī)械的零部件、電子工業(yè)中的各種器件都要鍍上很薄的金屬鍍層球订，從而起到裝 飾后裸、防腐瑰钮、增強(qiáng)抗磨能力和便于焊接等作用冒滩。此外，工業(yè)上發(fā)展很快的電解加工浪谴、 電鑄开睡、電拋光因苹、鋁的氧化保護(hù)、電著色以及電泳噴漆法等等也都是采用電化學(xué) 方法篇恒。
化學(xué)電源是電化學(xué)在工業(yè)上應(yīng)用的另一個(gè)重要方面扶檐，鋅錳干電池、鉛酸蓄電 池等以其穩(wěn)定又便于移動(dòng)等特點(diǎn)在日常生活和汽車工業(yè)等方面已起到了重要作 用胁艰，隨著尖端科技如火箭款筑、宇宙飛船、半導(dǎo)體腾么、集成電路奈梳、大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī) 和移動(dòng)通訊等技術(shù)的迅速發(fā)展解虱，對(duì)化學(xué)電源也提出了新的要求攘须，故而能連續(xù)工作 的燃料電池，各種體積小殴泰、質(zhì)量輕于宙，既安全又便于存放的新型高能電池、微電池如 鋰離子電池悍汛，不斷地被研制捞魁、開(kāi)發(fā)，使得它們?cè)谡彰髟蹦⒂詈绞鹱ぁ⑼ㄓ崱⑸∨⑨t(yī)學(xué)等方 面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用旺上。. ^
電化學(xué)與生物學(xué)和醫(yī)學(xué)之間有密切的聯(lián)系。生物體內(nèi)的細(xì)胞膜便具有電化 學(xué)電極的作用糖埋，生物體內(nèi)有雙電層和電勢(shì)差存在宣吱，從而通過(guò)神經(jīng)傳遞信息。心電 圖瞳别、腦電圖等都與電化學(xué)有關(guān)征候。微電極作為電化學(xué)傳感器在生物學(xué)研究及醫(yī)學(xué) 診斷中起著十分重要的作用。
電化學(xué)的學(xué)習(xí)
