实验电化学

《实验电化学》将电化学的基本理论、电子仪器理论和系列电化学实验有机结合在一起，从仪器角度对电化学测量技术进行编译。 全书采用彩色印刷，直观展示了实验步骤、仪器设备的各个细节，内容分为两部分。 一部分：主要介绍电化学测试技术原理，对电化学工作站与其系列参数的含义进行解析和定义，从物理，电子与电化学角度详解这一原理。同时详细阐述了电化学测试技术电化学阻抗的测量与数据解析。对电化学测量技术在能源领域，腐蚀领域，电分析化学与传感器等领域的关键技术进行总结与分析，满足新能源发展的需求。 二部分：来自英文原版电化学实验的系列标准实验，包括了12种电化学实验，对于培养高水平合格的电化学领域的技术人员、测试人员提供帮助。另外这些实验，也配合系列标准测试的要求，为工业界的材料电化学与腐蚀测试提供借鉴与培训。 全书彩色印刷，对于部分电话学测试还配有检测视频，方便读者直观学习。

本书将电化学的基本理论、仪器使用和系列电化学实验相结合，还配合电化学动力学分析软件，指导读者全面学习电化学测试与实验方法。全书分为两部分。第一部分：主要介绍电化学测试技术原理，对电化学工作站与其系列参数的含义进行解析和定义，从物理、电子与电化学角度详解这一原理。同时详细阐述了电化学测试技术电化学阻抗的测量与数据解析，对电化学测量技术在能源领域、电分析化学与传感器等领域的关键技术进行总结与分析，满足新能源发展的需求。第二部分：详细介绍了12种电化学标准实验，对于培养高水平合格的电化学领域的技术人员、测试人员提供帮助。另外这些实验，也配合系列标准测试的要求，为工业界的材料电化学与腐蚀测试提供借鉴与培训。
全书彩色印刷，对于部分电化学测试还配有检测视频，方便读者直观学习。
本书可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学习，也可供从事电化学、化学电源、电镀、电化学腐蚀与防护、电解、电合成等方面研发的工程技术人员参考。

绪论/1
0.1　电化学实验的目的和意义　/ 1
0.2　电化学实验室安全知识　/ 2
0.2.1　化学用品　/ 2
0.2.2　安全用电　/ 2
0.2.3　高压实验　/ 3
0.2.4　手套箱操作　/ 3
0.2.5　个人防护　/ 4

第1章　电化学测试技术原理　/ 5
1.1　实验装置　/ 5
1.1.1　电解池容器　/ 5
1.1.2　电解质溶液　/ 6
1.1.3　工作电极　/ 7
1.1.4　参比电极　/ 12
1.1.5　对电极　/ 19
1.1.6　法拉第笼　/ 19
1.2　电化学工作站　/ 20
1.2.1　原理　/ 20
1.2.2　参数与含义　/ 23
1.2.3　两电极、三电极和四电极实验介绍　/ 30
1.2.4　两电极体系的四端子Kelvin测量　/ 33
1.3　欧姆降补偿（iR补偿）　/ 40
1.3.1　iR误差哪来的？　/ 40
1.3.2　什么时候需要iR补偿？　/ 42
1.3.3　什么类型的电解池/系统需要担心呢？　/ 42
1.3.4　iR误差如何测量？　/ 43
1.3.5　用直流技术测量Ru　/ 44
1.3.6　正反馈iR补偿　/ 52
1.4　电化学阻抗测量原理与数据分析　/ 53
1.4.1　电化学阻抗谱的原理　/ 54
1.4.2　使用电化学阻抗谱软件进行等效电路模拟　/ 70
1.4.3　阻抗精度图及仪器导线和施加扰动信号幅值对其的影响　/ 81
1.4.4　低阻抗体系应用：锂离子电池　/ 84
1.4.5　高阻抗涂层：有机涂层的电化学阻抗谱　/ 92
参考文献　/ 97

第2章　典型电化学实验　/ 98
2.1　引言　/ 98
2.1.1　基本概念　/ 98
2.1.2　基本理论　/ 99
2.1.3　主要技术的分类　/ 101
2.1.4　实验仪器　/ 105
2.1.5　恒电位仪的校准　/ 107
2.1.6　其他所需材料　/ 110
2.1.7　统计学在电化学领域的应用　/ 110
2.2　实验一　循环伏安实验　/ 111
2.2.1　实验目的　/ 111
2.2.2　实验仪器设备　/ 112
2.2.3　试剂和化学品　/ 112
2.2.4　背景知识　/ 112
2.2.5　实验步骤　/ 115
2.2.6　数据分析　/ 117
2.2.7　练习题　/ 119
2.2.8　实验中常见问题　/ 119
参考文献　/ 119
2.3　实验二　电极有效工作面积的确定　/ 119
2.3.1　实验目的　/ 119
2.3.2　实验仪器设备 / 120
2.3.3　试剂和化学品　/ 120
2.3.4　背景知识　/ 120
2.3.5　实验步骤　/ 123
2.3.6　数据分析　/ 127
2.3.7　实验结果　/ 129
2.3.8　练习题　/ 129
2.3.9　实验中常见问题　/ 130
参考文献　/ 130
2.4　实验三　脉冲技术的对比实验　/ 130
2.4.1　实验目的　/ 130
2.4.2　实验仪器设备　/ 130
2.4.3　试剂和化学品　/ 130
2.4.4　背景知识　/ 131
2.4.5　实验步骤　/ 133
2.4.6　数据分析　/ 136
2.4.7　实验结果　/ 137
2.4.8　练习题　/ 139
2.4.9　实验中常见问题　/ 139
参考文献　/ 139
2.5　实验四　溶液中离子的溶出伏安法定量分析　/ 139
2.5.1　实验目的　/ 139
2.5.2　实验仪器设备　/ 139
2.5.3　试剂和化学品　/ 140
2.5.4　背景知识　/ 140
2.5.5　实验步骤　/ 141
2.5.6　数据分析　/ 144
2.5.7　实验结果　/ 144
2.5.8　练习题　/ 145
2.5.9　实验中常见问题　/ 145
参考文献　/ 145
2.6　实验五　对乙酰氨基酚的电化学定量检测实验　/ 146
2.6.1　实验目的　/ 146
2.6.2　实验仪器设备　/ 146
2.6.3　试剂和化学品　/ 146
2.6.4　背景知识　/ 146
2.6.5　实验步骤　/ 147
2.6.6　数据分析　/ 150
2.6.7　实验结果　/ 151
2.6.8　练习题　/ 153
2.6.9　实验中常见问题　/ 153
参考文献　/ 153
2.7　实验六　循环伏安数据的对比分析　/ 153
2.7.1　实验目的　/ 153
2.7.2　实验仪器设备　/ 153
2.7.3　背景知识　/ 153
2.7.4　实验步骤　/ 157
2.7.5　数据分析　/ 168
2.7.6　实验结果　/ 169
2.7.7　实验中常见问题　/ 173
参考文献　/ 173
2.8　实验七　微电极实验　/ 174
2.8.1　实验目的　/ 174
2.8.2　实验仪器设备　/ 174
2.8.3　试剂和化学品　/ 174
2.8.4　背景知识　/ 174
2.8.5　实验步骤　/ 176
2.8.6　数据分析　/ 178
2.8.7　实验结果　/ 181
2.8.8　练习题　/ 181
2.8.9　实验中常见问题　/ 182
参考文献　/ 182
2.9　实验八　碳酸饮料中葡萄糖的电化学检测　/ 182
2.9.1　实验目的　/ 182
2.9.2　实验仪器设备　/ 182
2.9.3　试剂和化学品　/ 182
2.9.4　背景知识　/ 183
2.9.5　实验步骤　/ 184
2.9.6　数据分析　/ 187
2.9.7　实验结果　/ 189
2.9.8　练习题　/ 190
2.9.9　实验中常见问题　/ 190
参考文献　/ 190
2.10　实验九　聚合物单体的电化学聚合反应实验　/ 191
2.10.1　实验目的　/ 191
2.10.2　实验仪器设备　/ 191
2.10.3　试剂和化学品　/ 191
2.10.4　背景知识　/ 192
2.10.5　实验步骤　/ 192
2.10.6　数据分析　/ 195
2.10.7　实验结果　/ 196
2.10.8　练习题　/ 198
2.10.9　实验中常见问题　/ 198
参考文献　/ 198
2.11　实验十　电化学阻抗谱实验　/ 198
2.11.1　实验目的　/ 198
2.11.2　实验仪器设备　/ 198
2.11.3　背景知识　/ 199
2.11.4　实验步骤　/ 201
2.11.5　数据分析　/ 205
2.11.6　实验结果　/ 207
2.11.7　练习题　/ 208
2.11.8　实验中常见问题　/ 208
参考文献　/ 208
2.12　实验十一　不同pH条件下的低碳钢腐蚀　/ 208
2.12.1　实验目的　/ 208
2.12.2　实验仪器设备　/ 208
2.12.3　试剂和化学品　/ 209
2.12.4　背景知识　/ 209
2.12.5　实验步骤　/ 211
2.12.6　数据分析　/ 218
2.12.7　实验结果　/ 219
2.12.8　练习题　/ 219
2.12.9　实验中常见问题　/ 219
参考文献　/ 220

第3章　电化学测试应用及测试标准　/ 221
3.1　电化学测试在腐蚀领域的应用实例/221
3.1.1　极化曲线技术测量金属腐蚀的电化学参数与腐蚀速度/221
3.1.2　交流阻抗测量技术在金属腐蚀研究中的应用/230
3.2　电化学测试在能源领域的应用实例/234
3.2.1　电化学电容测试/234
3.2.2　锂电池非标准充放电循环测试/252
3.2.3　氢氧燃料电池氧还原反应动力学参数的测定/258
3.3　电化学测试在电分析化学和传感器中的应用实例/261
3.3.1　低电流信号的测量/261
3.3.2　仪器数据的采集模式对信号的影响/265
3.4　电化学测试的国内外标准/271
3.4.1　电化学测试的国家标准（National standards for electrochemistry tests）/271
3.4.2　电化学测试的ASTM标准（ASTM standards for electrochemistry tests）/279
3.4.3　电化学测试中的ISO标准（ISO standards for electrochemistry tests）/284
3.4.4　电化学测试中的其他标准/288
3.5　国内外典型电化学实验汇总/291
3.5.1　基础电化学实验/292
3.5.2　分析电化学/292
3.5.3　金属腐蚀与防护实验/294
3.5.4　能源电化学实验/296
3.5.5　电化学制造实验/296
3.5.6　光谱电化学实验/297
参考文献　/ 297

附录　/ 298
附录1　参比电极标准电位/298
附录2　溶液中的标准电位/299
附录3　电化学测量常见技术问题与解答/299
附录4　规格说明书/306