伏安法教程题解 [Understanding Voltammetry:Problems and Solutions] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[英] 卡普顿 著

图书标签:

• 伏安法
• 电化学
• 分析化学
• 电极过程
• 循环伏安法
• 电化学分析
• 仪器分析
• 问题求解
• 教程
• 电化学原理

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510094705

版次：1

商品编码：11704727

包装：平装

外文名称：Understanding Voltammetry:Problems and Solutions

开本：24开

出版时间：2015-05-01

用纸：胶版纸

页数：253

正文语种：英文

内容简介

　　《伏安法教程题解》是作者《伏安法教程》的同步习题和解答，为学习伏安法的读者在广阔的理论和实验背景上呈现了大量的习题并给出解答。《伏安法教程题解》的前几章专注于热动力学、电子输运和扩散的基础理论；紧接着是伏安测量实验和分析，包括大量的宏观和微观伏安法的扩展问题；剩下的章节是有关对流、流体力学电极、均相动力学、吸附和电分析应用等。

作者简介

　　R.G.卡普顿（Richard G. Compton，英国），是国际知名学者，在数学和物理学界享有盛誉。本书凝聚了作者多年科研和教学成果，适用于科研工作者、高校教师和研究生。

内页插图

目录

Publisher's Foreword
Glossary of Symbols and Abbreviations
1 Equilibrium Electrochenustry and the Nernst Equation
1.1 CeIIThermodynamics
1.2 TheNernstEquation
1.3 TheNernstEquation
1.4 TheNernstEquation
1.5 Theory ofthe Nernst Equation
1.6 The Debye-HuckeILimiting Law
1.7 CeIIReaction and Equilibrium Constant
1.8 CelIReaction and Equilibrium Constant
1.9 CelIReaction and Solubility Product
1.10 CeIIReaction andpKa
1.11 CeIIThermodynamics and Temperature
1.12 CellThermodynamics andTemperature
1.13 CeIIEnergetics
1.14 CeIIEMFandpH
1.15 CellReactionandEquilibria
1.16 CelIReaction and Kw
1.17 CeIIReaction and Disproportionation
1.18 FuelCelIEnergetics
1.19 FueICeUEnergetics
1.20 The Influence ofTemperature on the Self-Ionisation ofWater
1.21 CellReaction and Complexation
1.22 Reference Electrodes
1.23 FormalPotentials
1.24 FormaIPotentials
1.25 StandardPotentialsandpH
1.26 StandardPotentials andpH
1.27 Standard Potentials andpH

2 ElectrodeKinetics
2.1 Faraday's Laws ofElectrolysis
2.2 Electrodeposition
2.3 TafeIAnalysis: One-Electron Processes
2.4 TafelAnalysis:ElectrochemicallyReversibleProcesses
2.5 TafeIAnalysis:Mass Transport Correction
2.6 TafeIAnalysis:Two-Electron Processes
2.7 The Butler-Volmer Equation and the Nernst Equation
2.8 The Hydrogen Evolution Reaction
2.9 Requirement for Supporting Electrolyte
2.10 Frumkin Corrections
2.11 Marcus Theory and Standard Electrochemical Rate Constants
2.12 Marcus Theoryand Butler-Volmer Kinetics
2.13 Marcus Theory and the Role ofSolvent
2.14 Marcus Theory and thelnverted Region

3 Diffusion
3.1 Fick's LawsofDiffusion
3.2 Fick's Laws ofDiffusion
3.3 DiffusionDistances
3.4 TheCottrelIEquation
3.5 Derivation ofthe CottreIIEquation
3.6 Diffusion and Root-Mean-Square Displacement

4 CyclicVoltammetry at Macroelectrodes
4.1 CyclicVoltammetry: Electrochemically Reversible Voltammetry
4.2 CyclicVoltammetry:Electrochemicallylrreversible Voltammetry
4.3 ReversiblevsIrreversibleVoltammetry
4.4 VoltammetricDiagnostics
4.5 VoltammetryandScan RateEffects
……

前言/序言

精要电化学：基础原理与前沿应用 一、 理论基石：电化学核心概念的深度解析 本书旨在为读者构建一个坚实而全面的电化学理论框架。我们摒弃了传统的、仅停留在公式罗列的讲解方式，转而深入探讨电化学现象背后的物理化学本质。内容涵盖热力学平衡、动力学速率、界面现象以及电荷转移过程的微观机理。 在电化学热力学部分，重点阐述了能斯特方程的严格推导与适用边界，并引入了吉布斯自由能与电化学势之间的精确关联。我们详细分析了在非标条件下，电极电位如何受到浓度、温度和压力等环境因素的耦合影响。特别地，对于涉及多相平衡（如沉淀、腐蚀产物形成）的体系，提供了更为精细的热力学建模方法。 电化学动力学是全书的另一核心支柱。我们系统梳理了控制电化学反应速率的各种因素，包括电荷转移步骤的活化能垒、扩散控制（Nernst扩散层模型及其修正）以及界面反应的表面效应。本书着重解析了巴特勒-沃尔默（Butler-Volmer）方程的物理意义，并引入了更先进的Marcus理论框架，用以描述跨界面的电子隧穿机制，特别是在纳米结构电极上的应用前景。此外，对于电流效率、过电位（超电位）的来源与精确测量，提供了详细的实验指导和理论解释。 界面电化学是连接宏观测量与微观机制的关键。我们深入探讨了电极/电解质界面的结构，包括双电层（Electrical Double Layer, EDL）的形成、电荷分布模型（如Gouy-Chapman-Stern模型）的局限性与修正。书中对电容性电流和法拉第电流的精确分离给出了详尽的数学处理方法，这是理解瞬态电化学技术（如方波、阶跃响应）的基础。 二、 实验技术：从经典方法到尖端仪器 本书为读者提供了对现代电化学实验技术的系统性、操作性和原理性的介绍，强调理论与实践的紧密结合。 1. 经典测量技术： 我们详述了电位测定法（Potentiometry）的精确操作规程，包括选择合适的参比电极（如饱和甘汞电极、银/氯化银电极）及其电位漂移校正。对于电解法（Electrolysis），重点讨论了如何通过控制电流或电位来精确控制物质的沉积或去除过程，以及如何计算法拉第效率。 2. 极谱分析与伏安法基础（非专门针对伏安法教程的系统阐述）： 虽然不侧重于“题解”部分，但本书对所有基础伏安技术（线性扫描、循环伏安）的信号起源、峰形分析和定量关系进行了详尽的原理介绍。我们解析了不同扫描速率下扩散层演化的影响，并讨论了如何利用半峰电位和峰值电流来识别氧化还原物质的反应机理（可逆、准可逆、不可逆）。 3. 阻抗谱技术（Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS）： EIS被视为电化学研究的“显微镜”。书中详尽讲解了阻抗谱的采集、数据处理及等效电路建模。我们不仅展示了如何构建反映电荷转移电阻、扩散阻抗和双电层电容的等效电路图（如Randles电路），还深入分析了在复杂体系（如电池界面、生物膜）中，如何解释常相位角元件（CPE）和Warburg阻抗的物理意义。 4. 瞬态与脉冲技术： 重点介绍了阶跃和方波技术的优势，特别是在处理快速或表面吸附相关的过程时，瞬态技术如何有效抑制RC时间常数的影响，提高信噪比。 三、 核心应用领域：电化学系统的设计与优化 本书将理论和技术应用于当前电化学研究的热点领域，展示了电化学方法解决实际工程和科学问题的能力。 1. 能源存储系统： 在电池与超级电容器领域，本书侧重于界面研究。内容涵盖锂离子电池、钠离子电池以及固态电解质的电化学稳定性窗口、析锂/析钠的机理分析。我们探讨了如何利用电化学技术监测和诊断电极材料的相变、SEI膜的形成与演化，以及如何通过循环稳定性测试评估电池寿命。对于超级电容器，深入分析了赝电容和双电层电容的贡献度分离方法。 2. 电催化与燃料电池： 电催化是绿色能源转化的核心。书中详细分析了ORR（氧还原反应）、OER（析氧反应）、HER（析氢反应）的电催化剂性能评价标准（如Tafel斜率、交换电流密度、质量/面积比活性）。我们着重讨论了新型二维材料（如MXene、石墨烯衍生物）作为催化剂载体或活性位点的电化学行为。 3. 电化学传感与生物电化学： 本书展示了电化学传感器的工作原理，特别是基于修饰电极技术的灵敏度提升策略。内容涉及酶电化学传感器中的电子传递机制、电化学免疫传感器的信号放大策略，以及电化学方法在检测痕量污染物或生物活性分子中的应用潜力。 四、 高级课题与系统分析 为满足专业研究人员的需求，本书纳入了更具挑战性的高级分析主题： 非稳态传递过程的数学建模： 深入讨论了对流-扩散方程（Péclet数）在旋转圆盘电极（RDE）分析中的应用，以及如何处理有限厚度电解池中的三维扩散问题。 表面修饰与单分子检测： 探讨了自组装单分子膜（SAMs）对电极界面的调控作用，以及如何利用电化学力显微镜（EC-AFM）技术观察纳米尺度的电化学过程。 本书力求通过严谨的理论推导、清晰的原理阐释和广泛的应用实例，使用户能够从基础层面掌握电化学的精髓，并能独立设计、执行和解释复杂的电化学实验，从而在各自的研究领域取得突破。

评分☆☆☆☆☆

终于拿到这本《伏安法教程题解》了，快递小哥的速度真是没得说，包装也挺牢固的。拿到手里，这书的质感就让我眼前一亮，纸张厚实，印刷清晰，拿在手上沉甸甸的，感觉很有分量。翻开目录，内容安排得相当系统，从基础概念到进阶应用，循序渐进，理论和实践结合得恰到好处。我是一名刚开始接触伏安法的研究生，之前看了不少理论书籍，但总觉得有些概念理解得不够深入，尤其是遇到实际操作中的一些问题时，更是手足无措。这本题解的出现，简直是我的及时雨！我特别期待它在如何分析实验数据、如何优化电极反应条件、如何排除干扰信号等方面给出详尽的指导。伏安法作为一种非常重要的电化学分析技术，其应用领域非常广泛，从环境监测到生物传感，再到材料科学，都有它的身影。我相信，通过这本题解的系统学习，我一定能够更扎实地掌握伏安法的原理和应用，为我的科研工作打下坚实的基础。书的封面设计也比较简洁大气，让人一眼就能看出这本书的主题，整体感觉非常专业。

评分☆☆☆☆☆

收到《伏安法教程题解》这本书，真是让我激动不已。我一直对伏安法在电化学传感和能源材料等领域的应用充满好奇，但苦于缺乏系统性的指导和实践经验。这本题解的名字就非常吸引我，它承诺将理论与实际相结合，通过大量的练习题来巩固和深化理解，这正是我所需要的。我特别期待书中能够有关于如何设计伏安法实验以区分不同反应机理的详细讲解，以及如何通过分析伏安曲线的形状、峰高、峰电位等信息来推断物质的浓度、反应速率常数等关键参数。书中是否会涉及一些前沿的伏安法技术，例如用于多组分分析或痕量物质检测的方法，也让我非常好奇。我对这本书寄予厚望，希望它能成为我学习伏安法的得力助手，帮助我克服学习中的难点，提升实验操作和数据分析的能力，为我未来的研究项目提供坚实的理论和技术支持。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到《伏安法教程题解》，第一感觉就是它包装得特别用心，没有一点磕碰。这本书的厚度也比较适中，既不会让人觉得内容冗长，又能容纳下足够丰富的知识点。我尤其关注的是它的“题解”部分，因为我一直认为，光有理论是远远不够的，只有通过大量的练习和解析，才能真正内化知识。伏安法涉及到的电化学动力学、电子转移过程、扩散控制等概念，虽然在理论书上都有介绍，但如果能结合具体的计算题、图谱解析题，我相信理解会更加透彻。我特别希望书中能够包含一些关于如何选择合适的伏安法技术（如循环伏安法、线性扫描伏安法、方波伏安法等）来解决特定分析问题的指导。此外，书中对于如何处理实验中常见的噪声、基线漂移等问题，是否能提供一些实用的技巧和思路，也让我非常期待。总的来说，这本书的目标读者定位非常精准，对于想在伏安法领域有所建树的人来说，是不可多得的学习资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的到来，彻底打消了我对伏安法学习的顾虑。此前，我在学习相关理论时，总感觉像是在雾里看花，很多细节和实际操作之间的联系不够紧密，导致在做实验时经常遇到瓶颈。阅读这本《伏安法教程题解》的介绍，让我看到了解决这些问题的希望。我最看重的是它“题解”的特性，这意味着它不仅仅会给出理论讲解，更会通过大量的例题和习题，引导我如何将理论知识转化为解决实际问题的能力。伏安法的不同扫描方式、不同参数设置对实验结果的影响，一直是困扰我的难题，我迫切希望这本书能够通过具体的题目，剖析这些影响的机理，并提供有效的应对策略。同时，我也对书中可能包含的案例分析非常感兴趣，真实的研究场景和问题，无疑能帮助我更直观地理解伏安法的应用价值和局限性，从而更好地设计实验方案。这本书的出版，对于所有希望深入理解和应用伏安法的科研人员来说，无疑是一份宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

《伏安法教程题解》的到来，为我这个伏安法初学者打开了一扇新的大门。我一直觉得伏安法虽然理论不难，但要真正做到灵活运用，却需要大量的实践和经验。市面上关于伏安法的教材很多，但很多都侧重于理论，对于如何将理论转化为实际问题解决的指导相对较少。这本题解的“题解”二字，让我看到了希望。我特别想知道，书中是否会提供一些关于如何根据分析对象的特点，选择最适合的伏安法技术，以及如何优化实验参数（如扫描速率、电解液组成、修饰电极等）以获得最佳分析结果的详细步骤。此外，对于在实际实验中可能遇到的各种干扰和挑战，例如电极钝化、背景电流过大等，这本书是否能给出有效的解决方案和调试技巧，也让我非常期待。我相信，通过这本书的系统学习，我一定能够更好地理解伏安法的精髓，并在科研实践中更加得心应手。