电化学
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更新日期:2025/05/16
开课平台智慧树
开课高校浙江大学
开课教师胡吉明
学科专业理学化学类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
人们的日常生活和科研生产中(如各类电池、电镀与精饰、金属的腐蚀等)经常用到电化学的知识,而事实上,电化学的零星碎片化知识从中学到大学的化学课程中确有或多或少的涉及,但知识不成体系,更严重的是部分概念不科学不全面(如电极电位、Nernst方程等)。《电化学》作为一门化学专业课程,系统全面地阐述相关电化学基本原理(电化学体系、电化学热力学、电化学动力学),并深入了解上述原理在相关电化学领域中的应用,最后,概述性介绍电化学的相关研究方法。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
绪论
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绪论
胡吉明
电化学界面的基本结构特征:双电层(double-layer)
电化学界面的基本结构特征:双电层(double-layer)
胡吉明
电极电位
相的内电位与相间电位
胡吉明
绝对电极电位与相对电极电位
胡吉明
电化学热力学
电化学平衡的基本条件的判断
胡吉明
电化学平衡的若干应用
液接电势的计算
胡吉明
pH计的原理
胡吉明
能斯特方程(上)
胡吉明
能斯特方程(下)
胡吉明
电化学动力学
电极极化
胡吉明
电极过程的基本历程
胡吉明
传质过程为速控步骤条件下的电极动力学
传质过程为速控步骤条件下的电极动力学(上)
胡吉明
传质过程为速控步骤条件下的电极动力学(上)
胡吉明
电荷转移过程为速控步骤的电极过程动力学
动力学方程的推导(上)
胡吉明
动力学方程的推导(下)
胡吉明
B-V方程及其应用(上)
胡吉明
B-V方程及其应用(下)
胡吉明
多电子步骤的电化学反应动力学
胡吉明
电化学的起源与发展
电化学的起源与发展
胡吉明
电解
电解的基本原理
电解的基本原理(上)
胡吉明
电解的基本原理(下)
胡吉明
两大电解工业
胡吉明
电镀
电镀过程热力学与电镀用阳极材料
胡吉明
形核与生长
胡吉明
化学电源
化学电源的基本原理
胡吉明
二次电池与燃料电池
胡吉明
腐蚀电化学
金属腐蚀概论
胡吉明
腐蚀电化学热力学
金属腐蚀的热力学条件
胡吉明
电位-pH图
胡吉明
腐蚀电化学动力学
自然腐蚀状态的形成(上)
胡吉明
自然腐蚀状态的形成(下)
胡吉明
腐蚀电极体系的极化行为
胡吉明
金属的防护
金属的防护(上)
胡吉明
金属的防护(下)
胡吉明
分析电化学
电位法
胡吉明
电解与库伦分析法
胡吉明
纳米电化学
纳米材料的电化学制备
纳米材料的电化学制备(上)
胡吉明
纳米材料的电化学制备(下)
胡吉明
超微电极的制备与应用
超微电极的基本电化学性质
胡吉明
超微电极的制备与应用
胡吉明
电化学测试技术(综述)
电化学测试技术(综述)
胡吉明
稳态极化技术在电化学反应机理研究中的应用
稳态技术在析氢反应机理研究中的应用
胡吉明
稳态技术在析氧反应机理研究中的应用
胡吉明
暂态伏安技术
线性伏安技术
胡吉明
循环伏安技术及其应用
胡吉明
  • 第一章绪论

    理解什么是电化学,知晓电化学的研究对象是什么。

  • 1.1绪论

    理解什么是电化学,知晓电化学的研究对象是什么。

  • 第二章电化学界面的基本结构特征:双电层(double-layer)

    理解电化学界面的基本结构特征;了解双电层结构形成的原因,深入理解三种双电层结构类型;知晓双电层结构的物理意义。

  • 2.1电化学界面的基本结构特征:双电层(double-layer)

    理解电化学界面的基本结构特征;了解双电层结构形成的原因,深入理解三种双电层结构类型;知晓双电层结构的物理意义。

  • 第三章电极电位

    理解相的内电位和相与相之间的电位差(相间电位)的概念;了解金属-金属间的接触电位和溶液-溶液间的液接电势的形成原因;重点理解金属-溶液间的相间电位(即绝对电极电位)的概念与成因;理解相对电极电位的概念、参比电极的类型等。

  • 3.1相的内电位与相间电位

    理解相的内电位和相与相之间的电位差(相间电位)的概念;了解金属-金属间的接触电位和溶液-溶液间的液接电势的形成原因。

  • 3.2绝对电极电位与相对电极电位

    重点理解金属-溶液间的相间电位(即绝对电极电位)的概念与成因;理解相对电极电位的概念、参比电极的类型等。

  • 第四章电化学热力学

    学习电化学位的概念,深入理解电化学平衡的基本条件及相关数学表达式的建立,通过若干例子(如液接电势的计算、pH计的原理、能斯特方程的推导等)加深对电化学热力学的理解。

  • 4.1电化学平衡的基本条件的判断

    学习电化学位的概念,深入理解电化学平衡的基本条件及相关数学表达式的建立。

  • 4.2电化学平衡的若干应用

    通过若干例子(如液接电势的计算、pH计的原理、能斯特方程的推导等)加深对电化学热力学的理解。

  • 第五章电化学动力学

    理解电极极化现象及其成因,了解电极过程的基本历程,深入理解传质过程或电荷转移步骤分别为速控步骤条件下的电极动力学,了解多电子步骤的电化学反应动力学方程的推导。

  • 5.1电极极化

    理解电极极化现象及其成因,理解极化的物理意义。

  • 5.2电极过程的基本历程

    了解电极过程的基本历程,学习速度控制步骤的基本概念。

  • 5.3传质过程为速控步骤条件下的电极动力学

    学习传质过程为速控步骤条件下的电极过程动力学方程,理解该类型电极动力学的基本特征。理解极限扩散电流、半坡电位等基本物理量及其物理意义。

  • 5.4电荷转移过程为速控步骤的电极过程动力学

    学习电荷转移过程为速控步骤条件下的电极过程动力学方程,理解该类型电极动力学的基本特征。学会该动力学方程的近似数学处理。学习B-V方程、Tafel方程、Tafel斜率,理解交换电流密度、传递系数(对称系数)等动力学参数的物理意义。

  • 5.5多电子步骤的电化学反应动力学

    了解多电子步骤的电化学反应的热力学及动力学方程的推导。

  • 第六章电化学的起源与发展

    了解电化学的起源和学科的简要发展历史,重点理解电化学学科在近代的发展误区和目前的发展方向。

  • 6.1电化学的起源与发展

    了解电化学的起源和学科的简要发展历史,重点理解电化学学科在近代的发展误区和目前的发展方向。

  • 第七章电解

    理解电解的基本原理,了解电解水和电解制备氯碱两大电解工业,了解电解工业中常用的电极材料,理解电催化的概念。

  • 7.1电解的基本原理

    学习电解的基本原理,包括电解的电力学和动力学,特别是电解池的极化行为特征,学习电催化的概念。

  • 7.2两大电解工业

    了解电解水和电解制备氯碱两大电解工业,了解电解工业中常用的电极材料的发展历史。

  • 第八章电镀

    理解电镀的热力学基本原理,理解电镀形核晶粒大小与过电位之间的定量关系,了解电镀层的生长机理,了解电镀用的阳极材料。

  • 8.1电镀过程热力学与电镀用阳极材料

    理解电镀的热力学基本原理,了解电镀用的阳极材料。学习可溶性阳极与不溶性阳极的工作原理,并比较两类阳极的优缺点。

  • 8.2形核与生长

    理解电镀形核晶粒大小与过电位之间的定量关系。

  • 第九章化学电源

    理解化学电源的基本原理,知晓一次电池与二次电池工作原理的本质差异,了解常用的一次和二次电池,重点理解锂离子电池的工作原理和应用优势,了解燃料电池与常规电池工作原理的本质差异,再次巩固理解电催化现象。

  • 9.1化学电源的基本原理

    理解化学电源的基本原理,知晓常用的工作原理和发展历程,理解一次电池与二次电池的本质差异和判断依据。

  • 9.2二次电池与燃料电池

    了解常见的二次电池种类及其工作原理,重点理解锂离子电池的工作原理和应用优势,了解燃料电池与常规电池工作原理的本质差异,再次巩固理解电催化概念。

  • 第十章腐蚀电化学

    了解金属腐蚀的危害,理解金属发生腐蚀的原因与热力学条件;学会电位-pH图的基本原理及其应用;从动力学角度理解金属的自然腐蚀状态,学会腐蚀电极体系的极化行为;了解金属防护的基本原理、方法与手段。

  • 10.1金属腐蚀概论

    了解金属腐蚀的危害,理解金属发生腐蚀的根本原因,学习腐蚀微电池的基本概念,了解盐滴实验。

  • 10.2腐蚀电化学热力学

    理解腐蚀发生腐蚀的热力学基本条件,学习去极化剂的概念,学会电位-pH图的基本原理及其应用。

  • 10.3腐蚀电化学动力学

    从动力学角度理解并推导金属的自然腐蚀状态,理解腐蚀电极体系的极化行为,并学会相关数学推导。

  • 10.4金属的防护

    了解金属防护的基本原理、基本方法与手段。

  • 第十一章分析电化学

    了解电分析的两种常用技术--电位法与电解法(库伦分析法);理解电位法中的两类重要电极---指示电极和参比电极;了解各类常见的指示电极,特别是离子选择性电极的类型和工作原理;理解电解法中的电位-时间及电流-时间曲线的形状和原理;了解库仑滴定法的原理与应用。

  • 11.1电位法

    理解电位法的基本原理,深入学习两类重要电极:指示电极和参比电极,了解各类常见的指示电极,特别是离子选择性电极的类型和工作原理。

  • 11.2电解与库伦分析法

    理解电解法中的电位-时间及电流-时间曲线及其基本原理;了解库仑滴定法的原理与应用。

  • 第十二章纳米电化学

    了解纳米材料的基本性质;了解纳米材料的物理法、化学法和电化学制备方法;了解两种常见纳米材料的电化学制备方法:纳米氧化物薄膜的阳极氧化制备和纳米溶胶-凝胶薄膜的电沉积制备;理解超微电极的基本电化学性质、常见制备方法及其相关应用,特别是学会扫描电化学显微镜技术的原理与应用

  • 12.1纳米材料的电化学制备

    了解纳米材料的基本性质;了解纳米材料的物理法、化学法和电化学制备方法;了解两种常见纳米材料的电化学制备方法:纳米氧化物薄膜的阳极氧化制备和纳米溶胶-凝胶薄膜的电沉积制备。

  • 12.2超微电极的制备与应用

    理解超微电极的基本电化学性质,特别是与常规宏观电极电化学行为见得差异。了解超微电极的常用制备方法及其相关应用,特别是了解扫描电化学显微镜技术的原理与应用。

  • 第十三章电化学测试技术(综述)

    了解电化学测试技术的目标、基本分类与实施方法;了解暂态与稳态电化学测试技术的区别;理解法拉第电流和非法拉第电流;了解常见的电化学测试技术。

  • 13.1电化学测试技术(综述)

    了解电化学测试技术的目标、基本分类与实施方法;了解暂态与稳态电化学测试技术的区别;理解法拉第电流和非法拉第电流;了解常见的电化学测试技术。

  • 第十四章稳态极化技术在电化学反应机理研究中的应用

    举例学习析氢反应和析氧反应的稳态动力学方程的推导。深入理解三种析氢机理条件下的动力学方程;了解析氧反应的基本特征,学习析氧反应动力学方程的推导。

  • 14.1稳态技术在析氢反应机理研究中的应用

    深入学习析氢反应的三种反应机理,并分别学习各机理条件下的电流~电位关系曲线的数学推导,进而理解不同电极表面析氢能力巨大差异的原因。

  • 14.2稳态技术在析氧反应机理研究中的应用

    了解析氧反应的基本特征,学习析氧反应动力学方程的推导,理解不同电极表面析氧能力差异的原因。

  • 第十五章暂态伏安技术

    理解暂态伏安技术中出现电流峰值现象的原因,了解绘制理论伏安曲线的数学方法,学会提炼求解Fick第二方程的边界条件和起始条件,了解可逆、准可逆、不可逆电极反应的伏安曲线的基本特征,学习循环伏安曲线的解读和应用。

  • 15.1线性伏安技术

    理解暂态伏安技术中出现电流峰值现象的原因,了解绘制理论伏安曲线的数学方法,学会提炼求解Fick第二方程的边界条件和起始条件,了解可逆、准可逆、不可逆电极反应的伏安曲线的基本特征。

  • 15.2循环伏安技术及其应用

    学习循环伏安曲线的基本特征和在电化学研究及电化学分析中的应用。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 绪论

    1.1 绪论

    视频数1
  • 第二章  作业测试
    第二章 电化学界面的基本结构特征:双电层(double-layer)

    2.1 电化学界面的基本结构特征:双电层(double-layer)

    视频数1
  • 第三章  作业测试
    第三章 电极电位

    3.1 相的内电位与相间电位

    3.2 绝对电极电位与相对电极电位

    视频数2
  • 第四章  作业测试
    第四章 电化学热力学

    4.1 电化学平衡的基本条件的判断

    4.2 电化学平衡的若干应用

    视频数5
  • 第五章  作业测试
    第五章 电化学动力学

    5.1 电极极化

    5.2 电极过程的基本历程

    5.3 传质过程为速控步骤条件下的电极动力学

    5.4 电荷转移过程为速控步骤的电极过程动力学

    5.5 多电子步骤的电化学反应动力学

    视频数9
  • 第六章  作业测试
    第六章 电化学的起源与发展

    6.1 电化学的起源与发展

    视频数1
  • 第七章  作业测试
    第七章 电解

    7.1 电解的基本原理

    7.2 两大电解工业

    视频数3
  • 第八章  作业测试
    第八章 电镀

    8.1 电镀过程热力学与电镀用阳极材料

    8.2 形核与生长

    视频数2
  • 第九章  作业测试
    第九章 化学电源

    9.1 化学电源的基本原理

    9.2 二次电池与燃料电池

    视频数2
  • 第十章  作业测试
    第十章 腐蚀电化学

    10.1 金属腐蚀概论

    10.2 腐蚀电化学热力学

    10.3 腐蚀电化学动力学

    10.4 金属的防护

    视频数8
  • 第十一章  作业测试
    第十一章 分析电化学

    11.1 电位法

    11.2 电解与库伦分析法

    视频数2
  • 第十二章  作业测试
    第十二章 纳米电化学

    12.1 纳米材料的电化学制备

    12.2 超微电极的制备与应用

    视频数4
  • 第十三章  作业测试
    第十三章 电化学测试技术(综述)

    13.1 电化学测试技术(综述)

    视频数1
  • 第十四章  作业测试
    第十四章 稳态极化技术在电化学反应机理研究中的应用

    14.1 稳态技术在析氢反应机理研究中的应用

    14.2 稳态技术在析氧反应机理研究中的应用

    视频数2
  • 第十五章  作业测试
    第十五章 暂态伏安技术

    15.1 线性伏安技术

    15.2 循环伏安技术及其应用

    视频数2
  • 期末考试