0　绪论

0.1　电化学定义及研究内容

电化学（electrochemistry）是物理化学的一个分支。物理化学是研究物质的化学变化以及和化学变化相联系的物理过程的科学，如温度、压力、浓度、体积以及光线、磁场、电场对化学反应的影响等。电化学则主要是研究电现象和化学现象之间的关系及电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。这些关系包括两个方面（参见图0-1）：a.当体系内自动发生一个化学变化时，体系产生电能——实现这种变化的装置称为原电池（primary cell）；b.在外加电压作用下体系内发生化学变化——实现这种变化的装置称为电解池（electrolytic cell）。在第一种变化中化学能转变为电能，在第二种变化中电能转变为化学能。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现，二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。通常情况下，电化学往往专指“电池的科学”。

图0-1　电化学的研究对象

电化学研究的对象包括三个部分：第一类导体、第二类导体、两类导体的界面性质以及界面上所发生的一切变化。因此电化学也可定义为：研究出现在一个电子导体相和一个离子导体相界面上的各种效应的科学。因而电化学的研究内容应包括两个方面（图0-2）：a.电解质的研究，即电解质学（或离子学），包括电解质的导电性质、离子的传输特性、参与反应离子的平衡性质等。b.电极研究，即电极学，包括电极界面（通常称“电子导体/离子导体”界面）和“离子导体/离子导体”界面（两者通常称电化学界面）的平衡性质和非平衡性质。当代电化学十分重视研究电化学界面结构、界面上的电化学行为及其动力学。

图0-2　电化学的研究内容

电解质学和电极学的研究都会涉及电化学热力学、电化学动力学和物质结构。电化学的热力学研究电化学系统中没有电流通过时系统的性质，主要处理和解决电化学反应的方向和倾向问题，电化学动力学研究电化学系统中有电流通过时系统的性质，主要处理和解决电化学反应的速率和机理问题。