电化学冶金原理及应用

1 绪论 1.1 电化学科学的发展与应用 1.1.1 电化学的研究对象 1.1.2 电化学技术的广泛应用 1.2 电化学与冶金技术 1.3 电化学冶金的研究内容 1.4 电化学冶金的研究方法 1.5 电化学冶金的发展趋势 1.5.1 原电池中的电化学冶金技术 1.5.2 电解池中的电化学冶金技术 2 导体的结构、性质及相间电势差 2.1 水溶液电解质的结构及性质 2.1.1 水的结构特点 2.1.2 电解质水溶液的静态性质活度与活度系数 2.1.3 电解质水溶液的动态性质 2.2 离子液体电解质的结构及性质 2.2.1 离子液体的组成和结构 2.2.2 离子液体的性质 2.3 熔盐电解质的结构及性质 2.3.1 熔盐的结构 2.3.2 熔盐电解质的物理化学性质 2.4 半导体电极的电势及相边界行为 2.4.1 金属导体、半导体和 缘体 2.4.2 半导体电极的电化学平衡 2.5 电势差测量的应用 2.5.1 标准电势与平均活度系数的测定 2.5.2 难溶盐的溶度积 2.5.3 水的离子积的确定 2.5.4 弱酸的解离常数 2.5.5 热力学状态函数及化学反应相应的平衡常数的确定 2.5.6 用氢电极测量pH值 2.5.7 用玻璃电极测量pH值 2.5.8 电势滴定的原理 复习思考题 3 电化学热力学 3.1 电化学热力学基础知识 3.2 电化学体系简介 3.2.1 原电池 3.2.2 电解池 3.2.3 腐蚀电池 3.3 电化学热力学 3.3.1 可逆电化学过程的热力学 3.3.2 不可逆电化学过程的热力学 3.4 电位-pH图 3.4.1 电位-pH图绘制原理 3.4.2 Fe-H2O系电位-pH图 3.4.3 Me-S-H2O系电位-pH图 3.4.4 电位-pH图在湿法冶金中的应用 复习思考题 4 双电层 4.1 双电层简介 4.1.1 双电层的形成 4.1.2 离子双层的形成条件 4.1.3 理想极化电极与理想不极化电极 4.2 双电层结构的研究方法 4.2.1 电毛细曲线 4.2.2 微分电容曲线 4.2.3 零电荷电势 4.2.4 离子表面剩余量 4.3 双电层结构模型的发展 4.3.1 Helmholtz模型与Gouy-Chapman模型 4.3.2 Gouy-Chapman-Stern模型 4.3.3 Grahame模型与特性吸附 4.3.4 Bockris模型与溶剂层的影响 4.4 有机活性物质在电极表面的吸附 4.4.1 有机物的可逆吸附 4.4.2 有机物的不可逆吸附 复习思考题 5 传荷动力学 5.1 电极电位对电子转移步骤反应速率的影响 5.1.1 电极电位对电子转移步骤活化能的影响 5.1.2 电极电位对电子转移步骤反应速率的影响 5.2 电子转移步骤的基本动力学参数 5.2.1 交换电流密度j 5.2.2 交换电流密度与电极反应的动力学特性 5.2.3 电极反应速率常数 5.3 稳态电化学极化规律 5.3.1 电化学极化的基本实验事实 5.3.2 巴特勒-伏尔摩方程 5.3.3 高过电位下的电化学极化规律 5.3.4 低过电位下的电化学极化规律 5.3.5 稳态极化曲线法测量基本动力学参数 5.4 多电子的电极反应 5.4.1 多电子电极反应简介 5.4.2 多电子转移步骤的动力学规律 复习思考题 6 液相传质动力学 6.1 液相传质的三种方式 6.1.1 液相传质的三种方式简介 6.1.2 液相传质三种方式的比较 6.1.3 液相传质三种方式的相互影响 6.2 稳态扩散过程 6.2.1 理想条件下的稳态扩散 6.2.2 真实条件下的稳态扩散过程 6.2.3 旋转圆盘电极 6.2.4 电迁移对稳态扩散过程的影响 6.3 浓差极化的规律和浓差极化的判别方法 6.3.1 浓差极化的规律 6.3.2 浓差极化的判别方法 6.4 非稳态扩散过程 6.4.1 菲克第二定律 6.4.2 平面电极上的非稳态扩散 6.4.3 球形电极上的非稳态扩散 复习思考题 7 气体电极过程 7.1 氢电极 7.1.1 氨电极过程 7.1.2 研究氢电极过程的意义 7.2 氢电极的阴极过程 7.2.1 氢离子在阴极上的还原过程 7.2.2 析氢过电位及其影响因素 7.2.3 析氢反应过程的机理 7.3 氢电极的阳极过程 7.4 氧电极 7.4.1 研究氧电极过程的意义 7.4.2 研究氧电极过程的困难 7.5 氧的阳极析出反应 7.5.1 氧的析出过程 7.5.2 氧过电位 7.6 氧的阴极还原过程 复习思考题 8 金属阴极过程 8.1 金属阴极过程基本历程 8.1.1 金属阴极过程基本历程简介 8.1.2 简单金属离子的阴极还原 8.1.3 金属络离子的阴极还原 8.2 金属阴极过程影响因素 8.3 金属共沉积规律 8.3.1 共沉积基本条件 8.3.2 共沉积类型及沉积层结构类型 复习思考题 9 金属阳极过程 9.1 阳极的活性溶解 9.2 阳极的钝化 9.2.1 金属钝化的原因 9.2.2 成相膜理论 9.2.3 吸附