电化学实验(刘长久) pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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刘长久著

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出版社：化学工业出版社

ISBN：9787122102621

版次：1

商品编码：11954213

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-08-01

用纸：胶版纸

具体描述

内容简介

本书分三章介绍了电化学实验的各种知识。第一章为电化学实验基础知识，主要介绍了电极电位、参比电极、研究电极、盐桥、电解池等基本概念。第二章为电化学测试技术，主要介绍在电池、电镀、电解、腐蚀与防护等领域中的相关电化学测试的实验技术，通过电化学实验，加深对理论知识的理解和应用，培养学生的创新能力和科学研究能力。第三章为电化学工程实验，通过与电池、电镀和化学镀实际生产密切相关的工程实验，培养学生的工程意识和实践能力。　　

本书主要供高等学校化学相关专业高年级本科生和应用化学、电化学专业的研究生作为教材使用，也可供电化学应用领域的科研和生产人员参考。

前言/序言

随着电化学和电子技术的发展，电化学实验技术也得到了快速发展，并在电化学、化学电源、电解、电镀、腐蚀与防护以及电分析化学等领域得到了广泛的应用。电化学是一门建立在实验基础上的学科，电化学实验教学是为了使学生进一步巩固和运用学到的电化学理论知识，掌握电化学实验的基本知识和基本技能，提高学生的动手实践能力和创新能力，培养学生的科学思维方法和工程意识。

本实验教材的特点是以典型和共性的实验为基础，锻炼学生的基本实验能力；以综合性、设计型和工程型实验为核心，培养学生的创新能力和工程思维。实验教材包括三章内容：第一章为电化学实验基础知识，主要介绍了电极电位、参比电极、研究电极、盐桥、电解池等基本概念；第二章为电化学测试技术，主要针对电化学测试在化学电源、电镀、电解、腐蚀与防护等领域中的应用，通过基础实验，加深对理论知识的理解和应用，通过综合实验，培养学生的创新能力和科学研究能力。第三章为电化学工程实验，通过与电池、电镀和化学镀实际生产密切相关的工程实验，培养学生的工程意识和实践能力。　　

本书主要供高等学校化学及相关专业高年级本科生和应用化学、电化学专业的研究生作为教材使用，也可供电化学应用领域的科研和生产人员参考。

本实验教材是桂林理工大学“十一五”规划教材，由桂林理工大学教材建设基金资助出版。在编写过程中，参考了兄弟院校的电化学实验讲义以及国内外有关文献，在此向文献作者表示感谢。黄晓曦、李月晓、张正刚、陈世娟等在本书文字输入、绘图等方面付出了辛勤的劳动，在此一并致谢。

虽然编者在本书的编写过程中做了大量的工作，但由于水平所限，书中难免有不妥之处，敬请读者不吝指教。

编者

2010年10月

《电化学实验》（刘长久编著）是一部系统阐述电化学实验原理、方法与实践的专著。本书旨在为化学、化工、材料科学、环境科学等相关专业的学生和研究人员提供扎实的电化学实验基础，并引导他们掌握进行科学研究的关键技能。全书内容涵盖了电化学实验的入门知识、核心理论、典型实验设计与操作，以及数据处理与分析等多个方面，力求全面、深入且具有实践指导意义。第一部分：电化学基础与实验入门本书的开篇，首先对电化学的基本概念进行了清晰而严谨的梳理。这包括了电荷、电势、电流、电导率、电极电势等基本物理量的定义与相互关系。在此基础上，进一步介绍了电化学的核心理论，如能斯特方程（Nernst Equation）、法拉第定律（Faraday's Laws）、电极反应动力学（Electrode Kinetics）的基本原理，如阿伦尼乌斯方程（Arrhenius Equation）、BTSKAction（Butler-Volmer Equation）、塔菲尔方程（Tafel Equation）等，这些理论为理解后续的实验现象和数据分析奠定了坚实的理论基础。紧接着，本书重点介绍了进行电化学实验所需的通用知识和准备工作。这部分内容细致入微，从实验室的安全规范讲起，强调了操作规程的重要性，包括化学品的使用与储存、仪器的正确操作与维护、以及应急处理措施等，确保实验人员的安全。然后，对各种常用的电化学仪器设备进行了详细的介绍，例如恒电位仪/恒电流仪（Potentiostat/Galvanostat）、电化学工作站（Electrochemical Workstation）、电导仪（Conductivity Meter）、pH计（pH Meter）、电化学阻抗谱仪（Electrochemical Impedance Spectroscope, EIS）等，并说明了它们的工作原理、主要功能和典型应用场景。此外，还对手用电极（Working Electrode）、对电极（Counter Electrode）、参比电极（Reference Electrode）等关键电化学元件的类型、选择与制备进行了深入讲解，强调了电极材料、表面处理对实验结果的影响。第二部分：核心电化学实验技术与方法本书的第二部分是全书的核心，详细介绍了各种经典的、重要的电化学实验技术与方法。电导法（Conductometry）：本书阐述了电导法测量溶液导电率的原理，以及如何利用电导法研究电解质溶液的性质，如电离度、摩尔电导、迁移数等。典型实验包括电解质溶液的电导率滴定，用于测定溶液浓度或分析混合物组分。电位法（Potentiometry）：详细介绍了电位法的基本原理，即通过测量电极电势的变化来确定溶液中特定离子的活度或浓度。讲解了各种类型的指示电极（Indicator Electrode）和参比电极（Reference Electrode）的特性与选择，如玻璃电极（Glass Electrode）用于pH测量、离子选择性电极（Ion-Selective Electrode, ISE）用于特定金属离子或阴离子的测定。典型实验包括酸碱滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定中的电位滴定法，以及利用ISE测定水样中特定离子的含量。伏安法（Voltammetry）：这是电化学实验中应用最广泛的技术之一。本书深入介绍了循环伏安法（Cyclic Voltammetry, CV）、线性扫描伏安法（Linear Sweep Voltammetry, LSV）、差分脉冲伏安法（Differential Pulse Voltammetry, DPV）、方波伏安法（Square Wave Voltammetry, SWV）等多种伏安技术。详细解释了这些技术的工作原理，包括扫描电位如何影响电极反应速率和电荷转移过程。重点讲解了如何通过分析伏安曲线（例如峰电位、峰电流、峰宽、峰高比等）来研究电极反应的可逆性、动力学参数、氧化还原物质的浓度等。典型实验包括研究有机物、金属离子的氧化还原行为，以及金属电沉积和腐蚀过程。电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS）：本书详细阐述了EIS测量在电化学研究中的重要性。解释了阻抗的物理意义，以及交流小扰动如何探测电化学体系在不同频率下的电化学界面过程。详细介绍了Nyquist图和Bode图的解析方法，以及如何利用等效电路模型（Equivalent Circuit Model）来拟合和解释阻抗谱数据，从而获得电荷转移电阻、双电层电容、Warburg阻抗等关键参数。典型实验包括研究腐蚀防护涂层的性能、电池电极材料的电化学行为、燃料电池和超级电容器的性能评估。库仑法（Coulometry）：本书介绍了法拉第库仑法的原理，即通过精确测量电解过程中通过的电荷量来确定被分析物的含量。强调了恒电位库仑法（Potentiostatic Coulometry）和恒电流库仑法（Galvanostatic Coulometry）的区别及其应用。典型实验包括精确测定物质的摩尔质量、研究电极反应的电子转移数。电化学传感（Electrochemical Sensing）：结合了电化学技术和传感原理，本书介绍了如何设计和制备电化学传感器，用于特定物质的痕量检测。详细阐述了电化学传感器的分类（如酶生物传感器、免疫传感器、核酸传感器等），以及电化学信号（如电流、电势）如何与被测物的浓度建立定量关系。典型实验包括葡萄糖传感器、氨基酸传感器、重金属离子传感器的构建与性能评价。第三部分：典型电化学实验案例与研究方向为了更好地将理论与实践相结合，本书提供了一系列典型的电化学实验案例，这些案例涵盖了多个研究领域，具有代表性。电解质溶液性质的研究：通过测量不同浓度电解质溶液的电导率，研究其与浓度的关系，并计算摩尔电导率，理解电离度的变化。金属离子的电化学行为：利用循环伏安法研究不同金属离子的氧化还原电位、可逆性，并结合库仑法确定其电子转移数。腐蚀与防腐蚀研究：利用极化曲线（Polarization Curves）和电化学阻抗谱（EIS）研究金属在不同介质中的腐蚀速率和缓蚀剂的效果，分析腐蚀机理。电池材料的性能评估：研究锂离子电池、超级电容器等储能器件的电极材料，利用循环伏安法、恒流充放电、EIS等技术评估其充放电性能、循环稳定性、内阻等关键参数。电化学合成与催化：介绍利用电化学方法合成特定有机物或无机物，以及研究电催化剂的活性和稳定性，例如在燃料电池、电解水制氢等领域的应用。环境电化学：利用电化学技术分析水体中的污染物，如重金属离子、有机污染物等，并研究电化学降解污染物的机理和效率。生物电化学：介绍生物分子（如蛋白质、DNA）的电化学检测，以及生物传感器在医学诊断、食品安全等领域的应用。第四部分：实验数据处理与分析电化学实验的成功不仅在于精确的测量，更在于对数据的深入分析和解读。本书的第四部分专门探讨了这一重要环节。数据采集与记录：强调了规范的数据记录方法，包括实验条件、仪器参数、原始数据等的详细记载，以及电子数据管理的必要性。图谱绘制与解读：详细指导如何使用专业的软件（如Origin, Excel等）绘制出清晰、规范的实验图谱（如伏安曲线、阻抗谱、充放电曲线等），并针对不同图谱的特征，提供了系统的解读方法，包括如何识别峰、斜率、阻抗元件等。参数计算与推导：根据不同的电化学技术，详细讲解了如何从实验数据中计算出重要的电化学参数，例如能斯特方程的计算、电极反应动力学参数（如交换电流密度、转移系数）的推导、电荷转移电阻的计算、双电层电容的估算等。模型拟合与验证：针对电化学阻抗谱等复杂数据，介绍了常用的等效电路模型及其拟合方法，并强调了模型拟合结果的物理意义和验证的重要性。误差分析与不确定度评估：引导读者认识到实验中的误差来源，并学习如何进行误差分析，对实验结果的不确定度进行评估，提高研究的科学性。第五部分：电化学实验的创新与发展在掌握了基础知识和常用技术后，本书的最后部分将视角投向了电化学实验的未来发展趋势。微纳尺度电化学：介绍了微电极（Microelectrode）、纳微电化学（Scanning Electrochemical Microscopy, SEM）等技术，以及它们在单细胞分析、纳米材料表征等前沿领域的研究进展。新型电化学技术：探讨了如毛细管电泳-电化学联用技术、电化学质谱联用技术等新兴的联用技术，以及它们在复杂体系分析中的优势。计算电化学：简要介绍了计算电化学在辅助实验设计、机理研究中的作用，例如密度泛函理论（DFT）在预测电极反应过程中的应用。交叉学科应用：强调了电化学实验在能源、环境、生命科学、医学等众多交叉学科领域的广泛应用前景，鼓励读者将所学知识融会贯通，解决实际问题。总而言之，《电化学实验》（刘长久编著）是一本集理论深度、实践指导和前沿视野于一体的综合性教材。它不仅为读者提供了丰富的电化学实验知识和操作技能，更重要的是培养了其科学思维、解决问题的能力以及对电化学学科发展趋势的敏锐洞察力。本书内容详实，逻辑清晰，语言严谨，力求成为电化学实验教学和科学研究领域一本不可或缺的参考书。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我在翻阅《电化学实验》这本书时，被其严谨又不失活泼的学术态度深深吸引。作为一名对材料科学领域有一定涉猎的研究者，我常常会在不同学科的交叉点寻找灵感，而电化学无疑是一个极其重要的分支。这本书并非仅仅停留在基础知识的讲解，而是通过精选的实验项目，巧妙地引导读者去探索更深层次的电化学过程。我尤其欣赏其中对实验误差的分析部分，这对于培养严谨的科学态度至关重要。书中不仅指出了可能出现的误差来源，更提供了有效的控制和修正方法，这对于任何希望在实验研究中取得准确结果的人来说，都是无价的。此外，刘长久老师对实验数据的处理和图表呈现的要求，也体现了其深厚的学术功底和教学经验，这对于学生来说，是学习科学研究方法的绝佳范本。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，《电化学实验》这本书为我打开了电化学世界的一扇窗。我一直认为，科学学习最有效的方式就是亲身实践，而这本书恰恰提供了这样一个绝佳的平台。刘长久老师在书中不仅仅是罗列实验步骤，更重要的是，他为我们提供了理解这些步骤背后原理的线索，并鼓励我们去思考，去探索。那些实验设计，很多都带着一种巧妙的智慧，让我看到了科学的趣味性，也看到了解决问题的可能性。我尤其喜欢书中对于实验结果的讨论部分，它引导我们不要仅仅满足于得到数据，而是要深入分析数据，从中提炼出有价值的信息。这对于培养我们的批判性思维和科学探究精神，非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《电化学实验》这本书时，我首先被其章节结构的清晰性和逻辑性所折服。刘长久老师似乎非常懂得如何引导学习者逐步深入，从最基础的概念铺垫，到具体实验的操作指导，再到实验结果的分析与讨论，层层递进，条理分明。这一点对于初次接触电化学实验的学生来说，无疑是巨大的福音。书中的实验设计，我个人认为在兼顾理论教学和实际操作之间找到了一个非常好的平衡点。每一个实验都不仅仅是为了验证某个原理，更重要的是让学习者在动手实践的过程中，深刻理解背后的科学原理，并培养独立解决问题的能力。书中对于实验安全方面的强调，也体现了作者的责任心和对学生福祉的关怀，这是很多类似书籍容易忽视却又至关重要的环节。

评分☆☆☆☆☆

这本《电化学实验》真的让我耳目一新！虽然我个人对电化学的理解还停留在初级阶段，但这本书的编写风格却相当引人入胜。它不像很多教科书那样，一开始就堆砌大量的理论公式和概念，而是从一些非常直观、有趣的现象入手，比如电池为什么能发光，或者金属为什么会生锈。作者刘长久老师的语言非常生动，仿佛在和我这个菜鸟朋友聊天一样，一点点地揭示这些现象背后的电化学原理。我特别喜欢书中对于实验器材的介绍，不是简单罗列，而是会讲清楚为什么选择这样的器材，它们各自的作用是什么，甚至一些小细节的处理都能体会到作者的用心。读起来完全没有枯燥感，反而激发了我想要亲手去尝试这些实验的冲动。感觉这本书真的能够拉近普通读者与科学之间的距离，让大家不被复杂的术语吓倒，而是能从中发现科学的魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像是走进了一个充满惊喜的科学游乐园。我之前对“电化学”这个词的印象，大概就是一些复杂的化学反应式和冰冷的仪器，听起来就让人头疼。但是，这本《电化学实验》完全颠覆了我的认知。刘长久老师用非常易懂的比喻和生动的语言，将那些抽象的电化学概念变得具体可感。我记得其中有个实验，通过简单的材料模拟了一个“微型电池”，那种成就感真的难以言喻。而且，书中的实验设计，并没有因为是“实验”就显得多么高深莫测，很多都是取材于我们日常生活中常见的东西，这让我觉得科学离我们并不遥远。读这本书，我感觉自己不是在死记硬背，而是在一步步地探索和发现，这种学习方式真的太棒了！