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電化學怎麼和熱力學相結合

發布時間:2023-05-25 13:02:02

⑴ 聯系電化學和熱力學的主要公式是什麼

在恆溫、恆壓條件下,對一個可逆電池反應,有
ΔrGm
=
-zEF
此即為聯系電化學和熱力學的主要公式。左邊的ΔrGm是熱力學量,右邊的E是電化學量。

⑵ 電化學熱力學,電化學動力學和電鍍怎樣運用

從根本上激哪講電刷鍍和電化學電鍍都是有外加源的電鍍
所不同的是:電刷鍍是依靠一個與陽極巧老接觸的墊或者刷,在被鍍的陰極上移動,從而將鍍液刷到工件上(陰極)的一種電鍍方法,一般用於局部維修;電鍍一般都孝鉛升把工件放在鍍液里電鍍。還有一種叫化學鍍也是把工件放在鍍液里不用外加電源進行化學鍍。

⑶ 電解銅箔與熱力學理論有什麼關系

電解銅箔生產,主要工序有三道:溶液生箔、表面嫌橘乎處理和產品分切。是集電子、機械、電化學為一體。
熱力學是從宏觀角度研究物質的熱運動性質及其規律的學科。屬於物理學的分支,它與統計物理學分別構成了熱學理論的宏觀和微觀兩個方面。熱力學主要是從能量轉化的觀點來研究物質的熱性質芹悉。
總結來說,電解銅箔運用的技術包含熱力學理論,熱力學理論只是電解銅箔技術伍好中的其中一種。

物理化學(熱力學,動力學,膠體,電化學)在葯學類專業中的應用

1.葯品合成時,反應物在酸或鹼的條件下易分解,用物理化學知識,可添加一些輔料如能與反應物生成膠團的表面活性劑等而將反應物保護起來,使合成順利進行。
2 在葯物生產中,利用化學動力學原理可設計最佳的反應條件,尋找合適的催化劑,使葯品的產率提高,節約成本。葯物合成後,可根據相律指導葯品的分離操作。
3 比表面積是固體葯品物性參數的一個重要指標,利用氣體在固體表面的多層吸附理論可測定固體葯品的比表積。
4 應用化學動力學方面的有關知識,可研究固體葯品的穩定性。例如利用加速實驗的原理,首先確定葯品分解反應的級數,再測定不同溫度下的反應速率常數,就可計算出葯品在常溫下分解10%所需的時間,亦即貯存期。
5 通過測定葯品的生物半衰期可計算每次給葯所需用的時間。利用電化學知識可測體液的pH值,為葯物的使用環境提供數據等。

⑸ 聯系電化學與熱力學的主要公式是什麼電化學能用實驗測定哪些數據

△G=-ZEF ;測電動勢和電動勢溫度梯度

⑹ 電化學研究內容和原理

原理就是氧化還原反應,得失電子,當電子定向移動就可以產生電流
電化學是研究電和化學反應相互關系的科學.電和化學反應相互作用可通過電池來完成,也可利用高壓靜電放電來實現(如氧通過無聲放電管轉變為臭氧),二者統稱電化學,後者為電化學的一個分支,稱放電化學.由於放電化學有了專門的名稱,因而,電化學往往專門指「電池的科學「
電化學是研究兩類導體形成的帶電界面現象及其上所發生的變化的科學.如今已形成了合成電化學、量子電化學、半導體電化學、有機導體電化學、光譜電化學、生物電化學等多個分支.電化學在化工、冶金、機械、電子、航空、航天、輕工、儀表、醫學、材料、能源、金屬腐蝕與防護、環境科學等科技領域獲得了廣泛的應用.當前世界上十分關注的研究課題,如能源、材料、環境保護、生命科學等等都與電化學以各種各樣的方式關聯在一起.
電化學(Electrochemistry),電池由兩個電極和電極之間的電解質構成,因而電化學的研究內容應包括兩個方面:一是電解質的研原電池和電解池的比較究,即電解質學,其中包括電解質的導電性質、離子的傳輸性質、參與反應離子的平衡性質等,其中電解質溶液的物理化學研究常稱作電解質溶液理論;另一方面是電極的研究,即電極學,其中包括電極的平衡性質和通電後的極化性質,也就是電極和電解質界面上的電化學行為.電解質學和電極學的研究都會涉及到化學熱力學、化學動力學和物質結構.

⑺ 可逆電池熱力學與生物電化學的論文

測豎虧定可逆電池的電動勢在物理化學實驗中佔有重要的地位(應用十分廣泛。如平衡常數、活度系數、解離常數、溶解度、絡合常數、溶液中離子的活度以及某些熱力學函數的改變數等(均可通過電池電動勢的測定來求得。本實驗通過測定不同溫度下電池的電動勢(求算化學反應的熱力學函數變化值。
電池的電動勢不能直接用伏特計來測量(因為電池與伏特計相接後(便成了通路(有電流通過(發生化學變化、電極被極化、溶液濃度改變、電池電勢不能保持穩定。且電池本身有內阻(伏特計所量得的電位降不等於電池的電動勢。利用對消法!又叫補償法,可老轎是我們在電池無電流!或極小電流,通過時(測得其二級的靜態電勢(這時的電位降即為該電池的平衡電勢(此時電池反應是在接近可逆條件下進行的。因此(對消法測電余含神池電勢的過程是一個趨近可逆過程的例子。

⑻ 化工熱力學在電化學中的作用

高效率地解決新能源。在電化學中,弊孫化工租握鏈熱力學可以高效率地解決新能源。化工熱力學是指化學工程的皮搭一個分支,是熱力學基本定律應用於化學工程領域而形成的一門學科。

⑼ 電化學熱力學包括哪些方面

電化學指的是,研究兩類導體界面現象的化學
電化學熱力學研究的是平衡電位,也就是電流為0,主要就是能斯特方程
電化學的動力學主要研究的是過電位,也就是當電極的電流不是0時,電極電位偏離平衡電極電位的情況,研究過電位與電流密度的關系

⑽ 概要說明熱力學和電化學熱力學的發展的歷史,什麼是耗散結構

中醫葯學是中華民族幾千年來與疾病不懈斗爭的經驗總結,熱力學是源於西方的物理化學學科,這兩者一古一今、一洋一中,分屬兩大學科門類.乍看起來, 兩者毫無關聯,但是仔細分析不難發現,中醫葯學與熱力學「貌離神合」、「靈犀相通」,兩者無論在思維方式方面,還是解決問題的著眼點和手法,都有著廣泛的共性和相通之處.日前,在「中華中醫葯科技成果論壇」上,解放軍三○二醫院葯物研究中心肖小河教授提出了中醫葯熱力學觀,為重新審視和研究中醫葯特別是中葯葯性理論提供了新的視角,也將為進一步闡明中醫治法治則、復方配伍規律、中葯葯效物質基礎和品質葯效評價等提供一種新的方法體系. 與中醫葯學靈犀相通的現代學科——熱力學肖小河介紹,熱力學是研究能量轉換的一門學科,歸屬於物理化學學科.其中的化學熱力學、生物熱力學一直是物理化學的核心內容,也是當今物理化學中發展最活躍的領域. 熱力學又稱熱動力學,起源於1824年卡諾(Carnot)對熱機效率的研究,當時的熱力學研究僅研究熱與機械功之間的相互轉換.隨著電能、化學能、生物能以及其他形式能量的發現和應用,熱力學發展成為研究熱與其他形式能量相互轉換所遵循規律的一門學科.熱力學的基本原理在化學現象以及和化學現象有關的物理現象中的應用,稱為化學熱力學;相應地,熱力學的基本原理在生命現象以及和生命現象有關的物理現象中的應用,則稱為生物熱力學,或生物熱力學. 熱力學的理論基礎主要是兩個基本定律:熱力學第一定律亦稱能量守恆與轉化定律,主要研究熱與其他形式能量之間相互轉化的守恆關系.熱力學第二定律主要是研究熱與其他形式能量之間相互轉化的方向和限度的規律. 上世紀七十年代,比利時物理學家普利高津(Prigogine)通過對復雜系統演化過程的深入研究,創造性地提出了耗散結構理論並獲得了諾貝爾化學獎.他指出,遠離平衡的開放系統,在一定的控制條件下,由於系統內部非線性的相互作用,通過漲落可以形成穩定的有序結構,即耗散結構.耗散結構理論豐富和發展了熱力學基本理論,為人們研究包括化學現象和生命現象在內的各種生物、自然和社會的復雜體系,提供了具有普遍指導意義的新思維和新方法. 肖小河認為,簡單來說,熱力學就是採用宏觀的研究方法,即主要依據系統的初態、終態及過程進行的外部條件(均是可以測量的宏觀物理量)對系統的變化規律進行研究,而不涉及物質的微觀結構和過程進行的機理. 熱力學可根據人類實踐經驗並藉助數學知識,用邏輯推理方法得出的具有普遍意義的熱力學規律,其結論絕對可靠;但正因不涉及物質的微觀結構,所以不能對熱力學規律做出微觀說明.換句話說,熱力學只能告訴人們,系統在一定條件下的變化具有什麼樣的規律,而不能回答為什麼具有這樣的規律;熱力學只能告訴人們,在某種條件下,變化是否能夠發生,若能發生,會進行到什麼程度, 但不能告訴人們變化的速率及變化所經過的歷程. 肖小河指出,熱力學的上述特點和中醫葯學特別關注機體的狀態表現及其系統的平衡或有序性,以機體變化的狀態表現作為參照系來研究疾病發生、發展和變化的規律,從而進行辨證論治的思維模式有相通之處. 熱力學闡述中葯復方配伍關系中葯復方配伍研究也一直是中醫葯研究的難點和熱點.長期以來,國內學者主要從葯效葯理學角度,同時結合葯物化學手段,研究中葯復方配伍關系和葯效物質基礎,但至今尚未取得突破性進展.肖小河採用生物熱力學方法,證實了中葯配伍關系的客觀存在. 肖小河認為,中葯復方的配伍關系實際上包括兩個層面:一是處方中各單味葯的葯效物質之間的相互作用;二是全方的葯效物質與機體之間的葯理毒理作用. 從本質上說,無論是葯物之間相互作用,還是葯物與機體之間相互作用,都屬於化學反應范疇.而任何化學反應發生時,均伴隨有能量的轉移和熱變化.這些能量的轉移和熱變化均可用熱力學的理論和方法加以檢測與描述. 為此,肖小河以處方組成基本相同或相似但配伍比例不同的兩對經典名方 ——左金丸/反左金、麻黃湯/麻杏石甘湯為例,先採用生物熱力學方法,定性定量測定復方配伍過程中的能量轉移和熱變化,建立中葯復方配伍關系的生物熱力學模型和熱譜圖;再對發生顯著能熱變化的配伍關系,結合生物分子標記技術和化學指紋圖譜技術診斷和示蹤,輔以葯理學和天然葯物化學實驗,闡明其主要葯效學及物質基礎的差異;然後,以傳統給葯方式,在臨床上進行小樣本的辨證施治驗證;最後,結合人工智慧分析技術,建立基於生物熱譜圖、生物分子標記和化學指紋圖譜等的中葯配伍關系數字化高通量檢測方法和系統,從而實現了中葯復方配伍變化的實時、連續、在線、無損、快速、靈敏. 通過以上研究發現,中葯配伍關系是客觀存在的,中醫經典名方配伍精當, 但不一定都是惟一最佳的組合;生物熱力學可以作為刻畫中葯復方配伍關系的基礎方法之一,焓變(△H,指熱量輸出變化)可作為衡量中葯復方配伍變化的客觀指標之一.研究還發現,作用於生命體系的復方中葯,如組成配比不同,其生物熱譜圖及主要熱力學參數值有不同程度的改變,△H呈現明顯而有規律的變化, 並與復方中寒熱葯性中葯的比例之間存在映照關系. 由此,肖小河指出,中葯復方通過不同葯性葯物的配伍作用,調控生命體系能量的代謝、轉移和熱變化(特別是△H),使機體維系新的穩定有序狀態.這可能是中葯復方配伍的機制之一. 中醫葯學與熱力學「神交」已久肖小河指出,中醫葯學與熱力學其實「神交」已久,這體現在以下幾個方面:兩者都重在研究系統的存在狀態(初態和終態)和變化方向,而不關注系統的內部構成和變化過程;兩者都工於宏觀描述而疏於微觀分析;兩者都講求系統平衡與調節,遠離平衡和開放條件下的生命體系和化學體系,都屬於耗散結構.眾多的生理病理現象和物理化學現象都可以用耗散結構理論加以闡釋.可以預見,借鑒或融會熱力學的研究思路和方法,可能會為中醫葯學研究打開一個新的局面. 肖小河認為,生命體系是一個開放的巨系統,或自組織系統,或耗散結構. 一切生命活動都包含能量流、物質流和信息流的轉換(代謝).能量流是生命活動的主導,正常生命體系的能量代謝和轉化符合熱力學的基本定律,特別是開放系統的熱力學第二定律.陰陽五行論、天人合一整體觀、平衡觀、辨證施治等中醫葯基本理論,寒者熱之、熱者寒之、實者虛之、虛者補之等中醫治則治法,均遵循了熱力學的基本定律,特別是開放系統的熱力學第二定律.機體出現異常或生病,就是生命系統內部出現「混亂」、「無序」,患者在接受中醫葯治療時, 無論是進行葯物,還是針灸、按摩等方法治療,其實質上是生命系統從外界吸取 「負熵流」(在熱力學上,與無序相對抗的自由能和信息都稱為負熵),使系統熵增(熵是體系混亂程度的度量,熵增是體系趨於無序狀或混亂的增加)減少, 降低混亂度,使其達到新的有序狀態或形成新的穩態,從而恢復正常和健康.這也符合熱力學的基本理論,特別是開放系統的熱力學第二定律. 從中葯作用的角度來看,任何中葯的葯性功能都是通過干預生命活動的能量流、物質流、信息流的轉換而實現的.如辛溫解表、辛涼解表、溫中散寒、益氣升陽等就是中葯通過干預機體的能量轉換而發揮的葯性功能;清熱解毒、滋陰壯陽、益氣補血、益氣活血、益氣生津、滋陰清熱、溫陽利水、清熱生津等是中葯通過干預機體能量-物質轉換而實現的;而中葯對物質-信息轉換的影響,可以產生養血安神、活血通絡、消腫止痛、平肝潛陽等葯性功能;中葯對能量-信息轉換的干預,能產生行氣止痛、散寒止痛、溫經散寒、清熱安神等葯性功能. 因此,肖小河認為,作為能量轉移和熱變化的重要刻畫工具,熱力學是以體系的狀態參數為研究對象,可以定性定量測定機體生長代謝過程中以及中葯與機體相互作用過程中的能量轉移和熱變化,能實時、在線、無損、高效、快速地刻畫機體的表觀狀態及其變化情況,符合中醫葯學整體觀、系統觀、動態觀和平衡觀的思維方式和研究手法,有望發展成為中醫葯基礎研究的新手段、新領域. 中葯四性的生物熱力學研究吃中國紅參上火,吃西洋參不上火,這是為什麼◇按中醫來講,這是中葯四性(寒、熱、溫、涼)使然.那麼,中葯四性是否客觀存在?如客觀存在,能否客觀測度?如何測度?其客觀本質、作用機制和實際意義如何?長期以來,中葯四性一直是中醫葯基礎研究的熱點和難點.雖然我國和日本的學者先後從不同角度研究了中葯四性對機體生理病理狀態及其功能的影響,初步發現四性與中樞神經遞質、交感神經-腎上腺髓質系統、前列腺素和環核苷酸、能量代謝、內分泌系統、微量元素等之間存在某些相關性.但從整體上講,中葯四性研究至今尚未取得突破性進展.近年來,中葯四性研究幾乎處於停滯狀態.肖小河認為,完全可以將生物熱力學理論引入到中葯四性的研究當中. ■熱力學可探討中葯四性肖小河指出,「寒、熱、溫、涼」是中葯葯性功能的高度概括,在某種程度上也是機體對物理熱學變化的一種生理或病理感受.如溫熱葯作用於機體一般表現為功能的亢奮,機體功能亢奮則需要消耗較多的能量,就會產生較多的熱量;反之,寒涼葯作用於機體一般表現為功能的抑制,機體功能抑制,則消耗能量較少或抑制產熱. 另外,中葯四性功能實質上就是中葯與生物機體之間的相互作用.這種相互作用,可能是物理反應,也可能是化學反應.而任何反應發生時,均伴隨有能量的轉移和變化(表現為吸熱或放熱),這些能量的轉移和熱變化,均可用熱力學方法加以檢測,用熱力學理論加以刻畫.微量量熱學是一種能夠在線跟蹤檢測且非常靈敏、無損、客觀有效的熱能檢測方法,近年來在化學熱力學和生物熱力學研究中應用較廣泛,有望開發成為刻畫中葯四性的新方法. ■中葯四性熱力學研究模式根據以上觀點,肖小河初步建立了在中醫葯學理論和熱力學理論的雙重指導下,以能量(熱量)為基點,以能量-物質-信息轉換(代謝)為鏈條的中葯四性熱力學研究模式和方法. 首先,採用生物熱力學方法,定性和定量地研究不同葯性葯物的水煎劑和血清葯物成分與生物體相互作用的能量轉移和熱變化,建立中葯四性的生物熱譜圖和熱力學模型. 其次,對生物熱力學表達差異顯著的不同葯性的葯物,採用DNA分子標記和化學指紋圖譜技術進行識別和示蹤,以獲取寒熱葯性差異表達穩定的基因片段和與代謝產熱有關的化學信號因子,尋找和克隆與寒熱葯性相關的基因. 第三,輔以血清葯物化學分析和血清葯理學試驗,闡明中葯四性可能的物質基礎和葯性作用. 第四,以傳統給葯方式,進行小樣本的寒熱辨證施治的臨床驗證. 最後,結合計算機技術和人工智慧分析方法,闡明中葯四性的客觀真實性和現代科學基礎及其在中醫治則、中葯鑒定、質量控制、葯效評價、復方配伍、中葯炮製和新葯開發等方面的應用價值. ■熱力學方法驗證中葯四性理論為了凸顯中葯「四性」的差異,克服研究對象的背景不同,肖小河重點選取中葯種類、植物來源、處方組成、化學成分、葯理作用和臨床應用基本相同或相似的方葯,如人參類中葯、黃連不同炮製品、左金丸(黃連誜吳茱萸=6誜1)與反左金(黃連誜吳茱萸=1誜6)進行了研究. 通過實驗研究,肖小河發現,中葯四性是客觀存在的,同時也是相對的;生物熱力學可以作為刻畫中葯四性的有效方法之一,特別是焓變(△H)等參數可作為重要的評價客觀指標;作用於生命體系的方葯,如葯材品種不同,或產地不同、或炮製規格不同,或處方配比不同,寒熱溫涼葯性不同,其生物熱譜圖及主要熱力學參數值有不同程度的改變,特別是△H呈現較明顯而有規律的變化,並與傳統中醫對方葯的賦性有映照關系.在研究中可以看出,溫熱葯性葯物能使供試生物體指數生長期的生長速率常數相對減小,傳代時間延長,△H增加較顯著;反之,寒涼葯性葯物能使供試生物體指數生長期的生長速率常數相對增加,傳代時間縮短,△H增加較少. 由此,肖小河認為,不同葯性的葯物作用於生命體系,能調控生命體系能量的代謝、轉移和熱變化(特別是△H),使機體本身呈現寒熱溫涼差異,從而形成新的穩定有序狀態,這可能是中葯四性重要的作用機制之一,也可能是「寒者熱之,熱者寒之」、「實者瀉之,損者益之」等中醫治法治則的作用機制之一.

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