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了解電化學科學的發(fā)展歷程

時間:2022-10-18 閱讀:719
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 電化學是研究電和化學反應相互關系的科學。電和化學反應相互作用可通過電池來完成,也可利用高壓靜電放電來實現(xiàn),二者統(tǒng)稱電化學,后者為電化學的一個分支,稱放電化學。因而電化學往往專指“電池的科學”。

電化學的發(fā)展歷程:

1791年,伽伐尼發(fā)表了金屬能使蛙腿肌肉抽縮的“動物電”現(xiàn)象,一般認為這是電化學的起源。今天醫(yī)學上的電療法、心電圖等研究,都發(fā)源于此。為了紀念他的貢獻,在英文里把檢流計稱為galvanometer,金屬鍍鋅的程序成為galvanizing。

1799年,伏打在伽伐尼工作的基礎上發(fā)明了用不同的金屬片夾濕紙組成的“電堆”,即現(xiàn)今所謂“伏打堆”。這是化學電源的雛型。在直流電機發(fā)明以前,各種化學電源是唯一能提供恒穩(wěn)電流的電源。

1834年,法拉第電解定律的發(fā)現(xiàn)為電化學奠定了定量基礎。他還為電化學創(chuàng)造了一系列術語,如電解(electrolysis)、電解質(zhì)(electrolyte)、電極(electrode)、陰極(cathode)、陽極(anode)、離子(ion)、陰離子(anion)、陽離子(cation)等,這些術語一直沿用至今。

19世紀下半葉,經(jīng)過赫爾姆霍茲和吉布斯的工作,賦于電池的“起電力”以明確的熱力學定義;

1889年能斯特用熱力學導出了參與電極反應的物質(zhì)濃度與電極電勢的關系,即著名的能斯脫公式;

1923年,德拜和休克爾提出了被人們普遍接受的強電解質(zhì)稀溶液靜電理論,大大的促進了電化學在理論探討和實驗方法方面的發(fā)展。

1940年左右,人們對界面電化學有了初步的研究總結(jié),如雙電層結(jié)構(gòu)和析氫過程動力學。

1950年以后,電化學界面過程動力學有了長足的進步,Marcus建立了電子傳遞的微觀理論,“固/液”界面的電子傳遞是其中的重要組成部分。
1970年開始,原位(in situ)電化學技術被應用到電化學機理的探索,如電化學原位紅外反射光譜,電化學原位拉曼,電化學原位XRD等。
1980年后,出現(xiàn)了以掃描隧道顯微鏡(STM)為代表的掃描微探針技術,迅速被發(fā)展為電化學現(xiàn)場和非現(xiàn)場顯微技術,尤其是電化學現(xiàn)場STM和AFM(原子力顯微鏡),為界面電化學的研究提供了寶貴的原子水平實驗信息。

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