
【医】 electrochemical; galvanochemical
电化学(Electrochemistry)是研究电能与化学能相互转换的科学分支,其核心在于探讨电子转移驱动的化学反应(如氧化还原反应)在电极与电解质界面发生的规律及相关应用。以下是基于权威来源的详细解释:
术语定义
《汉英综合大辞典》将“电化学”定义为:“研究化学现象与电现象间相互关系的学科,主要涉及电解质溶液中的离子行为、电极过程动力学及电池等装置的能量转换”。
关键过程
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC),电化学反应需满足:
理论体系
$$ E = E^0 - frac{RT}{nF} ln Q $$
其中 $E$ 为实际电位,$E^0$ 为标准电位,$Q$ 为反应商(来源:中科院《物理化学》教材)。
应用技术分类
类别 | 典型实例 | 能量转换方向 |
---|---|---|
原电池 | 锂离子电池、燃料电池 | 化学能 → 电能 |
电解池 | 氯碱工业、电镀 | 电能 → 化学能 |
腐蚀与防护 | 金属阴极保护、缓蚀剂 | 自发氧化还原的抑制 |
锂离子电池通过 $ce{LiCoO2}$ 与石墨间的锂离子嵌入/脱嵌实现充放电,能量密度达 250 Wh/kg(来源:美国能源部电池技术综述)。
电化学水处理技术利用·OH自由基降解污染物(如 $ce{·OH + C6H6 -> CO2 + H2O}$),去除率 >95%(来源:《环境科学与技术》期刊)。
葡萄糖传感器通过固定化葡萄糖氧化酶,实现电流信号与血糖浓度的线性关联(检测限 0.1 mM)(来源:WHO体外诊断指南)。
电化学是研究电与化学反应相互关系的科学,主要涉及两类导体(电子导体和离子导体)界面上的带电现象及电子转移过程。以下是综合多个来源的详细解释:
电化学属于物理化学分支,聚焦于化学能与电能之间的转换规律,以及离子在不同环境中的行为变化。其研究对象包括电池、电解池等装置中的氧化还原反应,以及金属腐蚀等非能量转换过程。
电化学技术广泛应用于:
电化学起源于18世纪末伽伐尼的蛙腿实验,后经伏打发明伏打电堆奠定基础。早期理论认为电解质仅起导电作用,现代研究则深入揭示界面反应的微观机制。
除传统电池科学外,还包括放电化学(如高压静电生成臭氧),以及生物电化学等交叉领域。
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