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資料種別 図書

電子移動の化学 : 電気化学入門

渡辺正, 中林誠一郎 著

詳細情報

タイトル 電子移動の化学 : 電気化学入門
著者 渡辺正, 中林誠一郎 著
著者標目 渡辺, 正, 1948-
著者標目 中林, 誠一郎
シリーズ名 化学者のための基礎講座 ; 11
出版地(国名コード) JP
出版地東京
出版社朝倉書店
出版年月日等 1996.4
大きさ、容量等 186p ; 21cm
注記 叢書の編者: 日本化学会
ISBN 4254145934
価格 3090円 (税込)
JP番号 96063274
出版年(W3CDTF) 1996
件名(キーワード) 電気化学
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NDLC PA181
NDC(8版) 431.7
対象利用者 一般
資料の種別 図書
言語(ISO639-2形式) jpn : 日本語

目次
 

  • 電子移動の化学電気化学入門
  • 目次
  • 序章 むかし習った電気分解を忘れよう 1
  • 第I部 平衡論
  • 1. エネルギーと化学平衡 12
  • 1.1 すべてはエネルギーが動かす 13
  • 1.2 エネルギーと単位 14
  • 1.2.1 SI単位 14
  • 1.2.2 エネルギーと力 14
  • 1.3 物質(系)のもつエネルギー 15
  • 1.3.1 内部エネルギーとエンタルピー 16
  • 1.3.2 エンタルピー変化=高校の「反応熱」 17
  • 1.3.3 エントロピーと自由エネルギー 17
  • 1.3.4 生成自由エネルギー 19
  • 1.4 化学ポテンシャルと平衡 21
  • 1.4.1 化学ポテンシャル 21
  • 1.4.2 つり合いの条件:質量作用の法則 24
  • 1.5 荷電粒子のエネルギー 26
  • 1.5.1 電気エネルギー 26
  • 1.5.2 電位差と電位 27
  • 1.5.3 電子ボルト(eV)というエネルギー単位 28
  • 2. 標準電極電位 30
  • 2.1 基準電極というもの 30
  • 2.1.1 電圧はどう分配される? 31
  • 2.1.2 基準電極 32
  • 2.1.3 基準電極をつかう電位の測定・制御 32
  • 2.1.4 基準電極になるための資格 33
  • 2.1.5 基準電極のいろいろ 33
  • 2.1.6 電極を3本つかう測定 36
  • 2.2 電極表面で進む電子のやりとり 37
  • 2.2.1 金属の電子状態 37
  • 2.2.2 動作電極としての金属 38
  • 2.3.3 電解液中に存在する物質のエネルギー状態 40
  • 2.2.4 界面での電子のやりとり 40
  • 2.3 標準電極電位E° 42
  • 2.3.1 E°の定義 42
  • 2.3.2 平衡式とE°の書き表しかた 43
  • 2.3.3 E°の呼びかた 44
  • 2.4 標準電極電位データを読む 45
  • 2.4.1 酸化還元力の広がり 45
  • 2.4.2 金属の還元力 45
  • 2.4.3 化学変化の自然な向き 49
  • 2.4.4 電池の最大起電力 49
  • 2.4.5 電気分解に必要な最小電圧 51
  • 2.4.6 固体の溶解度積 51
  • 2.5 標準電極電位はどうやって決めた? 53
  • 2.5.1 かなり正しく測定できる場合 53
  • 2.5.2 大半の場合:熱力学データからの計算 54
  • 2.5.3 理論と現実のギャップ 57
  • 3. ネルンストの式 60
  • 3.1 電気化学ポテンシャル 60
  • 3.1.1 化学平衡の条件(復習) 60
  • 3.1.2 荷電粒子を含む平衡 61
  • 3.2 ネルンストの式 61
  • 3.2.1 ネルンストの式 62
  • 3.2.2 活量(濃度)と電位:具体例 63
  • 3.3 ネルンストの式の応用 65
  • 3.3.1 pHの測定 65
  • 3.3.2 イオン選択性電極 68
  • 3.3.3 E°値の決定 69
  • 3.3.4 電池の起電力,電解に必要な電圧 71
  • 3.3.5 元素の「電位ーpH図」 72
  • 4. 光と電気化学 74
  • 4.1 光はエネルギーの粒 74
  • 4.1.1 電磁波と光と光子 74
  • 4.1.2 光を数字でつかむ 76
  • 4.2 光の吸収 77
  • 4.2.1 分子(原子)1個が光子1個を吸収 77
  • 4.2.2 基底状態と励起状態 77
  • 4.3 光励起と電子移動 79
  • 4.3.1 励起状態で起こること 79
  • 4.3.2 光励起と酸化力,還元力 80
  • 4.3.3 光電子移動の例 81
  • 5. 光合成ー天然の光電気化学プロセス 87
  • 5.1 光合成のあらまし 87
  • 5.1.1 生物史と光合成 87
  • 5.1.2 人間社会と光合成 88
  • 5.1.3 グローバルな炭素循環と光合成 89
  • 5.1.4 地球全体でみた光合成の交換効率 89
  • 5.2 光合成の場,起こる反応 89
  • 5.2.1 葉緑体とチラコイド 89
  • 5.2.2 明反応 90
  • 5.2.3 暗反応 92
  • 5.3 光合成の太陽エネルギー変換効率 92
  • 5.3.1 初期過程の変換効率 93
  • 5.3.2 全反応の変換効率 94
  • 5.3.3 現実の変換効率 95
  • 5.3.4 変換効率とバイオマス生産量 95
  • 5.3.5 フィールドデータとの比較 95
  • 第II部 速度論
  • 6. 化学反応の道すじ 102
  • 6.1 速きがゆえに尊からず 102
  • 6.1.1 ダイヤモンドの不思議 102
  • 6.1.2 化学変化と山登り 103
  • 6.1.3 平衡論と速度論 103
  • 6.2 エネルギーの山を登って下る 104
  • 6.2.1 反応の地図 104.
  • 6.2.2 峠を越すには… 105
  • 6.3 反応座標とポテンシャル曲線で考える 107
  • 6.3.1 反応経路の平面表示 107
  • 6.3.2 ポテンシャル曲線の形 107
  • 6.3.3 活性化状態と活性化エネルギー 108
  • 6.4 平衡=静かな嵐 109
  • 6.4.1 平衡状態の姿 109
  • 6.4.2 ポテンシャル図でみた平衡 110
  • 6.5 エネルギーギャップと反応速度 110
  • 7. 電極反応の道すじ 112
  • 7.1 真空に飛び出す電子 112
  • 7.1.1 熱電子放出 112
  • 7.1.2 電場に助けられた電子放出 113
  • 7.2 金属ー溶質分子間の電子移動:平衡状態 114
  • 7.2.1 真空中と溶液中のちがい 114
  • 7.2.2 溶液系と電極系のちがい 114
  • 7.2.3 平衡状態と交換電流 115
  • 7.3 界面電子移動を起こす 116
  • 7.3.1 電極反応をポテンシャル曲線で考える 116
  • 7.3.2 電位をずらすと… 117
  • 7.3.3 電子移動の速さと電流 118
  • 7.3.4 電流の大きさを決める要因 118
  • 7.3.5 電流と電位の関係:BulterーVolmerの式 119
  • 7.3.6 Tafelの関係 120
  • 7.3.7 過電圧 121
  • 7.4 電子移動と物質輸送のからみ合い 123
  • 7.4.1 電流はいくらでも大きくなる? 123
  • 7.4.2 物質輸送と電流 123
  • 7.4.3 拡散 123
  • 8. 活性化エネルギーの正体 126
  • 8.1 電子のやりとり:2つの形 126
  • 8.1.1 「単純な?」反応と「高級な?」反応 126
  • 8.1.2 弱い相互作用の電子移動 126
  • 8.1.3 強い相互作用の電子移動 127
  • 8.1.4 溶液内の電子移動 129
  • 8.2 分子の電子エネルギー 130
  • 8.2.1 動く電子と,動けない原子核 130
  • 8.2.2 広がる電子エネルギー準位 130
  • 8.3 活性化状態をつくる 133
  • 8.3.1 分子どうしが近よる 134
  • 8.3.2 エネルギーが一致する 134
  • 8.3.3 活性化状態ができる 135
  • 8.3.4 断熱的な反応,非断熱的な反応 135
  • 8.3.5 電子のトンネル効果 136
  • 8.3.6 分子間電子移動のイメージ 138
  • 8.3.7 電極反応のイメージ 138
  • 8.4 再配向エネルギー 139
  • 8.4.1 電子だけが動いたら… 139
  • 8.4.2 再配向エネルギー 140
  • 8.4.3 再配向エネルギーを見積る 141
  • 8.5 電子移動速度を見積る 143
  • 8.5.1 活性化エネルギーと再配向エネルギーの関係 143
  • 8.5.2 活性化エネルギー(Ga,Gc)と自由エネルギー変化?G(=Fη)の関係 144
  • 8.5.3 ButlerーVolmer式との対応 145
  • 8.5.4 実験結果と比べる 145
  • 8.5.5 交換電流密度の予測 147
  • 8.6 電極と電子授受を図で考える 148
  • 8.6.1 電極と電子エネルギー状態 148
  • 8.6.2 酸化還元分子の状態密度 150
  • 8.6.3 電流を表す式 151
  • 8.6.4 平衡状態 151
  • 8.6.5 電位をずらすと 151
  • 8.6.6 電子授受が続けば 152
  • 8.7 一方通行の電子移動 154
  • 9. 分子・イオンの流れ 157
  • 9.1 物質の輸送 157
  • 9.1.1 電極反応が進めば… 157
  • 9.1.2 拡散 157
  • 9.1.3 拡散方程式(フィックの第2法則) 159
  • 9.2 濃度分布を目で見る 160
  • 9.2.1 光の干渉 160
  • 9.2.2 観測例 161
  • 9.3 物質の供給速度で決まる電流 162
  • 9.3.1 電極表面で濃度はゼロ? 162
  • 9.3.2 拡散で決まる電流 163
  • 9.3.3 電流と時間の関係:コットレルの式 163
  • 9.3.4 時の流れに… 165
  • 9.4 サイクリックボルタンメトリー 166
  • 9.4.1 電位を振る 166
  • 9.4.2 電流ー電位曲線:サイクリックボルタモグラム 167
  • 9.4.3 ボルタモグラムが教えてくれること 168
  • 9.4.4 不可逆な反応のボルタモグラム 171
  • 10. 表面反応の世界 172
  • 10.1 表面に固定された分子の電極反応 172
  • 10.1.1 電解電流の大きさ 172
  • 10.1.2 表面単分子層のサイクリックボルタモグラム 173
  • 10.2 水の電解:水素発生と酸素発生 174
  • 10.2.1 水素の発生 174
  • 10.2.2 電極材料で大きくちがう反応速度 175
  • 10.2.3 H2OとD2Oの差 176
  • 10.2.4 酸素の発生 176
  • 10.3 金属のアンダーポテンシャル析出 178
  • 10.3.1 早めに起こってしまう反応 178
  • 10.3.2 下地が問題 178
  • 10.3.3 単原子層をつくる電気量 178
  • 10.4 リズムをきざむ電極反応 179
  • 10.4.1 電位のリズム 179
  • 10.4.2 ホルムアルデムドの酸化経路 180
  • 10.4.3 電位が振動する理由 180
  • 10.5 ありのままの電極表面をみる 181
  • 10.5.1 表面の原子構造に敏感な反応 181
  • 10.5.2 電極の表面をレーザーでみる 182
  • 10.5.3 走査型トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡をつかう観察 183
  • 10.5.4 展望 183
  • 索引 184

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