第一篇：掃描電化學(xué)顯微鏡的發(fā)展及應(yīng)用

淺談電化學(xué)掃描顯微鏡的發(fā)展與應(yīng)用

一、電化學(xué)掃描顯微鏡簡介

1984年，Engstrom 把生理學(xué)上的離子電滲技術(shù)引入化學(xué)領(lǐng)域，研究了固體電極表面微區(qū)電化學(xué)活性，達到10μm的分辨率[1]；1986年，Engstrom小組利用微電極探針監(jiān)測擴散層內(nèi)毫秒級壽命反應(yīng)中間體NAD等電極產(chǎn)物的空間分布，可達2μm分辨率[2]；同年，電分析化學(xué)家Bard小組在使用掃描隧道顯微鏡（STM）首次進行溶液中導(dǎo)體表面研究時，為了彌補STM不能提供電化學(xué)信息的不足，明確提出了掃描電化學(xué)顯微鏡的概念并予實驗實現(xiàn)[3]。

掃描電化學(xué)顯微鏡（SECM）是80年代末由A．J．Bard的小組提出和發(fā)展起來的一種掃描探針顯微鏡技術(shù)。它是基于70年代末超微電極（UME）及80代初掃描隧道顯微鏡（STM）的發(fā)展而產(chǎn)生出來的一種分辨率介于普通光學(xué)顯微鏡與STM之間的電化學(xué)現(xiàn)場檢測新技術(shù)。

與STM和AFM技術(shù)不同，掃描電化學(xué)顯微鏡基于電化學(xué)原理工作，可測量微區(qū)內(nèi)物質(zhì)氧化或還原所給出的電化學(xué)電流。該技術(shù)驅(qū)動一支超微電極（探針）在離固相基底表面很近的位置進行掃描，從而獲得對應(yīng)的微區(qū)電化學(xué)和相關(guān)信息?？捎糜谘芯浚?/p>

（1）導(dǎo)體和絕緣體基底表面的幾何形貌；（2）固/液、液/液界面的氧化還原活性；（3）分辨不均勻電極表面的電化學(xué)活性；（4）微區(qū)電化學(xué)動力學(xué)；

（5）生物過程及對材料進行微加工。

SEME裝置由電化學(xué)部分（電解池、探頭、基底、各種電極和雙恒電位儀）、壓電驅(qū)動器（用來精確地控制操作探針和基底位置）以及計算機（用來控制操作、獲取和分析數(shù)據(jù)）組成，實驗裝置如圖1。

二、工作模式及原理

2.1 工作模式

SECM是以電化學(xué)原理為基礎(chǔ)的一種掃描探針新技術(shù)，有多種不同的操作模式，見圖2。

（1）反饋模式Feedback Mode（SECM試驗中最常用）（2）收集模式（Generation/collection Mode）（3）穿透模式（Penetration Mode）

（4）離子轉(zhuǎn)移反饋模式（Ion transfer Mode）（5）平衡擾動模式（Equilibrium perturbation Mode）（6）電位測定模式（Potentionmetric detect Mode）

圖2.SECM幾種操作模式的原理示意圖 2.2 工作原理

SECM的工作原理一般是：當探針（常為超微圓盤電極，UMDE）與基底同時浸入電活性物質(zhì)O的溶液中，在探針上施加電位（ET）使O發(fā)生還原反應(yīng)，O?ne?R

當探針靠近導(dǎo)電基底時，其電位控制在R氧化電位，則基底產(chǎn)物O可擴散回探針表面使探針電流iT就越大。這個過程則被稱為“正反饋”。當探針靠近絕緣基底表面時，本體溶液中O組分向探針的擴散受到基底的阻礙，故探針電流iT減??；且越接近樣品，iT越小。這個過程被稱作“負反饋”。當探針原理基底時，正負反饋均可忽略，此時微探針電流（iT）為常規(guī)微電極穩(wěn)態(tài)電流，iT,???4nfDOCOa

式中F為法拉第常數(shù)，CO為O的本體濃度，DO為O的擴散系數(shù)，a為探針電極半徑，為電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)。通常SECM工作時采用電流法。SECM也可工作于“恒電流”狀態(tài)，即恒定探針電流，檢測探針z向位置變化以實現(xiàn)成像過程。也可采用離子選擇性電極進行電位法實驗。

三、研究與應(yīng)用

3.1 SECM探頭的研制 3.1.1 探頭

SECM的分辨率主要取決于所選用的探頭大小、形狀和類型有光。最常用的探頭是外部包著絕緣玻璃的萎靡圓盤電極，有時根據(jù)實驗需要還選用納米電極、圓錐形及球形電極。

3.1.2 用作SECM探頭要求

（1）電極的導(dǎo)電部分應(yīng)在電極的最下端；

（2）對圓盤電極來說，RG≤10（RG=b/a，b探頭絕緣層半徑和電極半徑之和，a探頭半徑）。

一般來說，探頭的半徑越小，SECM的分辨率越高，越適于研究快速反應(yīng)動力學(xué)。3.1.3 SECM探頭制備

制作時把清洗過得微電極絲放入除氧毛細玻璃管內(nèi)，兩端加熱封口，然后打磨至電極部分露出，由粗到細用拋光布依次拋光至探針尖端為平面。也少量涉及到半球面電極。為錐形的電極尖端因探針電流不隨d而變化，故很少使用。再小心地把絕緣層打磨成錐形，以在試驗中獲得盡可能小的探針-基底間距（d）[4]。3.1.4 探頭的質(zhì)量

SECM的分辨率主要取決于探頭的尺寸、形狀及探頭-基底間距（d）。能夠做出小而平的超微圓盤電極是提高分辨率的關(guān)鍵所在，且足夠小的d與a能夠較快獲得探頭穩(wěn)態(tài)電流。同時要求絕緣層要薄，減少探頭周圍的歸一化屏蔽層尺寸RG（RG=r/a，r為探頭尖端半徑）值，以獲得更大的探頭電流響應(yīng)盡可能保持探頭斷面與基底的平行，以正確反映基底形貌信息。3.2 SECM的應(yīng)用

隨著SECM技術(shù)的進一步成熟，SECM在生物分析、均相化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究、異相電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)研究、樣品表面掃描、液/液界面研究和薄膜表征等方面有很廣泛的應(yīng)用。

3.2.1 在生物分析中的應(yīng)用

主要包括DNA的測定、活細胞中酶的測定及抗原的測定。最早的是1999年，Bard小組用信號靈敏度小于0.05pA的SECM/STM儀，把未絕緣的納米電極插入置于潮濕空氣的云母片表面的超薄液層里，進行涂形掃描，得到了包括酶、DNA、抗原在內(nèi)的生物大分子的圖像，其分辨率可達幾個納米。這是首次利用SECM得到分子的圖像[5]。

3.2.2 均相化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究

基于SECM的收集模式、反饋模式及其計時安培法、快掃描循環(huán)伏安法等電化學(xué)方法的聯(lián)用，已用于測定均相化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)和其他類型的與電極過程耦聯(lián)的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)[6]

3.2.3 樣品表面掃描成像

探針在靠近樣品表面掃描并記錄作為X-Y-Z坐標位置函數(shù)的探針電流，可以得到三維的SECM圖像。SECM已用于導(dǎo)體或絕緣體等各種樣品表面的成像，得到表面化學(xué)或生物活性分布圖及表征納米孔中的擴散傳質(zhì)[7]。圖3為SECM的表面掃描成像圖[8]。

圖3.SECM表面掃描成像圖

四、前景展望

（1）從SECM儀器本身來看，可以通過提高檢測靈敏度；提高空間分辨率及更精確地控制探頭的位置等進一步完善SECM技術(shù)。

（2）為了解決生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)的問題，SECM將更側(cè)重于研究較為復(fù)雜的體系，譬如，對生物膜的檢測、對單細胞、單分子的檢測、金屬的腐蝕與防護以及晶體的溶解等。

（3）SECM將不斷向現(xiàn)場化、微型化（納米級微電極）、自動化的方向發(fā)展。（4）SECM與其他技術(shù)的聯(lián)用將成為一種趨勢。

參考文獻

[1] Enstrom R C.Anal.Chem.[J],1984,56(6)：890．

[2] Enstrom R C, Weber M, Wunder D J, Burgess R, Winquist S.Anal.Chem.[J],1986,58(4)：844.[3] Liu H Y, Fan F F, Lin C W, Bard A J.J.Am.Chem.Soc.[J],1986,108（13）：3838． [4] Bard, A.J., Denuault, Lee, C.M., Mandler, D., Wipf, D.O.Acc.Chem.Res.1990,23,357-363． [5] Cai C, Liu B, Mirkin M.V, Frank H.A.Anal.Chem.[J],2002,74(1):114． [6] 楊曉輝，趙瑜，謝青季，姚守拙，分析科學(xué)學(xué)報．[J]，2004，20（2）． [7] Wei C, Bard A J, Kapul I, Nagy G, Touth K, Anal.Chem.[J], 1996,68(15):2651．

[8] 駱鴻，魏丹，等．金屬腐蝕微區(qū)電化學(xué)研究進展（1）掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù)．［J］,腐蝕與防護，2009，30（7）：437-441．

第二篇：應(yīng)用電化學(xué)教學(xué)大綱

西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院

材料物理與化學(xué)（080501）專業(yè)碩士研究生課程

教

學(xué)

大

綱

課程名稱：應(yīng)用電化學(xué) 課程編號：0805012F02 學(xué)

分：2 總學(xué)時數(shù)：36 開課學(xué)期：第2學(xué)期 考核方式：筆試

課程說明：（課程性質(zhì)、地位及要求的描述）。

應(yīng)用電化學(xué)課程是化學(xué)系材料物理與化學(xué)專業(yè)碩士研究生專業(yè)選修課程之一。電化學(xué)是物理化學(xué)的一個重要組成部分，主要是研究電能和化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化過程中有關(guān)規(guī)律的科學(xué)。電化學(xué)所研究的內(nèi)容有：電解質(zhì)溶液理論、電化學(xué)熱力學(xué)、電化學(xué)動力學(xué)和電化學(xué)應(yīng)用。電解質(zhì)溶液和電化學(xué)熱力學(xué)的有關(guān)知識已在物理化學(xué)教材中作了介紹。

電化學(xué)是一門極其重要的邊沿學(xué)科。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，它與化學(xué)領(lǐng)域中的其他學(xué)科、電子學(xué)、固體物理學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科有著日益緊密的聯(lián)系。諸如，出現(xiàn)了電分析化學(xué)、有機電化學(xué)、催化電化學(xué)、熔鹽電化學(xué)、量子電化學(xué)、半導(dǎo)體電化學(xué)、腐蝕電化學(xué)、生物電化學(xué)、環(huán)境電化學(xué)等交叉學(xué)科。這些學(xué)科涉及能源、交通、材料、生命以及環(huán)境等重大問題的研究，推動了國民經(jīng)濟和尖端技術(shù)的快速發(fā)展。

教學(xué)內(nèi)容、要求及學(xué)時分配：

本課程總學(xué)時為36學(xué)時，2學(xué)分；授課手段：課堂講授為主，并通過觀看錄像；課外活動：專題討論、課程小論文及參觀等；考試方式：開卷。

主要包括以下幾個內(nèi)容：

1.電化學(xué)理論基礎(chǔ)（6學(xué)時）：包括電極反應(yīng)與電極過程、電極過程的主要特征及其研究方法、三電極體系及極化曲線的測量、電極與溶液界面的基本性質(zhì)、電極與溶液界面附近液相傳質(zhì)過程、電化學(xué)測量方法等。

西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院

2.化學(xué)電源（12學(xué)時）：包括化學(xué)電源總論、一次電池（鋅錳電池、鋰原電池）、傳統(tǒng)二次電池（鉛酸電池、鎘鎳電池）、綠色高能電池（金屬氫化物電池、鋰離子二次電池）、燃料電池等。

3.電鍍（10學(xué)時）：包括金屬電沉積原理、金屬鍍前處理、各種電鍍技術(shù)（合金電鍍、復(fù)合鍍、化學(xué)鍍、非金屬材料電鍍、脈沖電鍍、電刷鍍、激光鍍、電泳涂裝、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、金屬腐蝕與防護）。

4.電化學(xué)合成（4學(xué)時）：包括無機電合成、有機電合成等。

5.生物電化學(xué)（4學(xué)時）：包括電化學(xué)與生物的關(guān)系、蛋白質(zhì)的電化學(xué)、生物相關(guān)物質(zhì)的電化學(xué)、生物功能與電化學(xué)。教材或主要參考書目：

本課程選用教材為：

楊輝，盧文慶編著，應(yīng)用電化學(xué)，北京：科學(xué)出版社，2002 主要參考文獻：

1.楊綺琴等，應(yīng)用電化學(xué)，廣州：中山大學(xué)出版社，2000 2.查全性，電極過程動力學(xué)導(dǎo)論，北京：科學(xué)出版社，2002 3.宋文順，化學(xué)電源工藝學(xué)，北京：中國輕工業(yè)出版社，1998 4.章葆澄，電鍍工藝學(xué)，北京航空航天大學(xué)出版社，1993 5.屠振密，電鍍合金原理與工藝，國防工業(yè)出版社，1993 6.姜曉霞等，化學(xué)鍍理論及實踐，北京：國防工業(yè)出版社，2000 7.馬淳安著，有機電化學(xué)合成導(dǎo)論，北京：科學(xué)出版社，2002 8.小澤昭彌主編[日]，吳繼勛等譯，現(xiàn)代電化學(xué)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995

（大綱起草人：郭慧林

大綱審定人：）

第三篇：Bruker 公司介紹和掃描探針顯微鏡背景技術(shù)介紹

Bruker DI 掃描探針顯微鏡系統(tǒng)簡介

1． 公司背景

Bruker 公司是一家納斯達克上市的美國公司，旗下的 DI 工廠是全球規(guī)模最大的專業(yè)生產(chǎn)掃描探針顯微鏡(SPM)的廠家，成功地制造了世界上第一臺商用掃描探針顯微鏡，有超過 20 年的 SPM 生產(chǎn)經(jīng)驗，成熟的工藝保證了 Bruker SPM 產(chǎn)品具有最好的穩(wěn)定性和可靠性。擁有最廣泛的顧客群，全球及國內(nèi)市場占有率在 70%以上，處于占絕對優(yōu)勢的市場領(lǐng)先地位；在全球半導(dǎo)體、磁記錄器件和光通訊器件生產(chǎn)廠家的占有率幾乎達到 100%，已成為業(yè)界標準。

2． 產(chǎn)品技術(shù)水平

Bruker 公司的 Dmension Icon 在掃描探針顯微鏡基本工作原理及應(yīng)用方面擁有 150 多項專利，其中包 括已成為業(yè)界標準的 Tapping Mode, Lift mode 等，具有極其優(yōu)異的性能，在 SPM 各個領(lǐng)域中全面領(lǐng)先，Dmension Icon系統(tǒng)具備最新的專利技術(shù)智能掃描模式（SCANASYST）、定量機械力學(xué)測試模式（PFQNM）, 最

許多科學(xué)家在使用 SPM 后紛紛在學(xué)術(shù)上取得了令人矚目的成果，在《SCIENCE》、《NATURE》 等國際頂尖學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表的使用掃描探針顯微鏡的科學(xué)文獻 90%是使用的 BrukerDISPM。

3． 產(chǎn)品服務(wù)水平

Bruker公司在中國具備完整的售后服務(wù)及技術(shù)支持的體系，中國分公司于。Bruker 公司的工程師按職能嚴格分為 3 類：銷售工程師，技術(shù)工 程師，應(yīng)用工程師；11個專職的技術(shù)工程師，3個應(yīng)用工程師（擁有博士學(xué)位的有10位）。售后服務(wù)(SPM 的安裝、調(diào)試、維護以及維修)由在美國工廠進行過專業(yè)培訓(xùn)的 SPM 專業(yè)技術(shù)工程師專人負責。

掃描探針顯微鏡技術(shù)背景資料

納米科學(xué)技術(shù)是在納米尺度內(nèi)，研究物質(zhì)（包括原子、分子）的特性和相互作用，并且利用這些特性的多學(xué)科的高科技。目前，納米科學(xué)技術(shù)的研究領(lǐng)域集中在三個方面。第一，具有特殊性能的納米材料和結(jié)構(gòu)的研究。第二，設(shè)計和制備納米結(jié)構(gòu)和器件，以推動工業(yè)技術(shù)的革 新和發(fā)展。第三，納米加工和納米測量技術(shù)的實踐與應(yīng)用。

對于納米科學(xué)和納米技術(shù)來說，掃描探針顯微鏡(SPM)是一種“起動工具”(引自 2001 年 5 月 美國藝術(shù)與科學(xué)研究院納米技術(shù)研討會上的《nanotechnology pioneer》一文，作者哈佛大學(xué) George Whitesides)，并且是當今世界上具有最高分辨率測量和成像的工具（在垂直方向上，分辨率低 于埃級；在水平方向上，分辨率為納米級）。最新型的儀器已經(jīng)可以在納米級別操縱物體和處理 表面，并且可以在分子級別感應(yīng)化學(xué)和生物分子。

國外一流大學(xué)早在 90 年代中期就建立了納米研究實驗室，并引進了具有納米分辨率的觀測 設(shè)備（如 SPM 等），在納米研究方面取得了重要進展。另外，國內(nèi)許多院所都引進了新型的納 米測試系統(tǒng)。例如：北京大學(xué)，清華大學(xué)等幾十所大學(xué)的多個院系，中科院多家研究所等，目 前國內(nèi)已有超過 400 套 SPM。

掃描探針顯微鏡(SPM)能夠在大氣及液體環(huán)境下準確地觀測樣品表面納米尺度的三維形 貌；同時可對樣品表面物理化學(xué)特性進行研究，如表面組分區(qū)別、溫度、表面電勢、磁場力、靜電力、摩擦力和其他表面力以及電化學(xué)相互作用力的測量；同時可以對樣品表面進行納米尺 度的刻蝕和加工。在研發(fā)、工藝改進、品質(zhì)控制和失效分析等方面的應(yīng)用包括：

微電子—半導(dǎo)體設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲磁頭和媒體，應(yīng)用包括形貌、電屬性和力學(xué)測量（摻雜，膜厚，磁疇分布等）

先進材料—聚合物，金屬，陶瓷，MEMS/NEMS，應(yīng)用包括形貌測量，分子研究，磨 損/摩 擦學(xué)研究方面

光通訊—激光和其他設(shè)備，應(yīng)用包括形貌和電屬性測量（摻雜，膜厚等）生命科學(xué)/生物技術(shù)—細胞，組織，DNA，蛋白質(zhì)，應(yīng)用包括形貌測量和單個分

子之間相互作用力的力學(xué)測量。

制藥—藥品交貨/密封包裝，藥品發(fā)明，結(jié)晶性等

納米操縱/刻蝕 —在納米級別組裝結(jié)構(gòu)，操縱原子和分子，進行刻蝕。

第四篇：顯微鏡的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計

《顯微鏡的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計（教師：楊瓊瓊）

1.教材分析

1.1顯微鏡是生物學(xué)研究中最常用、最基本的觀察工具，初步學(xué)會獨立使用顯微鏡是初中階段十分重要的生物技能之一，學(xué)習(xí)認識、使用顯微鏡對學(xué)生在后面進一步從微觀認識動植物，乃至學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的基礎(chǔ)，有重要意義。

1.2 教學(xué)目標 通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、親自實踐，從而使書本知識遷移深化為一定的能力、素養(yǎng)，同時引導(dǎo)學(xué)生形成一定的情感價值觀。

①知識目標：正確說明顯微鏡的結(jié)構(gòu)與功能

②能力目標：能獨立、規(guī)范地使用顯微鏡，能觀察到清晰的物像；在認識、使用顯微鏡的過程中發(fā)現(xiàn)問題，并嘗試解決問題；

③情感目標：認同顯微鏡的規(guī)范操作方法，養(yǎng)成愛護顯微鏡的習(xí)慣，初步形成實事求是的科學(xué)態(tài)度。

1.3 教學(xué)重點、難點的分析：

①教學(xué)重點 顯微鏡的使用方法。

②教學(xué)難點 規(guī)范使用顯微鏡，并觀察到物象。

2.教學(xué)策略

作為本冊教材中第一個技能性的操作實驗，該課內(nèi)容寓理論與實際于一體，是非常基礎(chǔ)和重要的一節(jié)內(nèi)容。適當引導(dǎo)學(xué)生進行自學(xué)和部分探究，讓學(xué)生掌握顯微鏡的結(jié)構(gòu)、功能及使用方法。學(xué)生通過手腦并用的探究與合作在教師引導(dǎo)下，獲得新知與能力的提高，同時體驗探究過程的曲折和樂趣，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，發(fā)展科學(xué)探究所需要的能力。

3.課前準備

教師：準備顯微鏡，并逐個檢查（準備兩個不同倍數(shù)的目鏡）；三種標本（寫有“上”字的玻片；寫有數(shù)字的透明紙；寫有數(shù)字的不透明紙；），擦鏡紙，紗布，顯微鏡的使用錄像帶或課件；課前每班培訓(xùn)幾名學(xué)生，以便課上幫助教師輔導(dǎo)其他學(xué)生。

學(xué)生：對照課本彩圖，認識顯微鏡各部分名稱，并思考每一部分的作用；閱讀課后的顯微鏡發(fā)展史。

4.教學(xué)程序

4.1 走進新單元 指導(dǎo)學(xué)生閱讀二單元開篇語，觀察書上細胞彩圖，明確細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。要想探索生物的奧妙，就必須要了解細胞。

引導(dǎo)學(xué)生積極發(fā)言，敘述顯微鏡的發(fā)展史。提問：通過預(yù)習(xí)，你對顯微鏡的發(fā)明、發(fā)展知道了多少？我們現(xiàn)在用的是什么顯微鏡？

4.2 新課過程

*認識材料和用具 引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗桌上顯微鏡、玻片標本、擦鏡紙、紗布等。

*取鏡和安放 右手握，左手托；略偏左，安目鏡。指導(dǎo)學(xué)生看書37頁：取鏡和安放。強調(diào)安放目鏡時，手指不要觸摸鏡頭，對學(xué)生進行愛護顯微鏡的教育。*顯微鏡的構(gòu)造 學(xué)生兩人一組，看書對照實物認識顯微鏡各部分名稱，之后回答教師指示部分的名稱。（教師利用課件，點擊即顯示各部分名稱）

*顯微鏡的使用 教師對學(xué)生的回答進行鼓勵，引出顯微鏡的使用。介紹三種觀察標本：

（1）寫有“上”字的玻片；（2）印有數(shù)字的透明紙；（3）寫有數(shù)字的不透明紙。

對光 要求學(xué)生先看書，然后指導(dǎo)學(xué)生動手觀察。按照先看到一個白亮的視野→放入標本→-看到清晰像的順序（建議先觀察2號標本）。

（1）低倍物鏡對準通光孔。（2）左眼看，右眼睜。（3）轉(zhuǎn)動反光鏡，看到明亮視野。

觀察 學(xué)生邊看書自學(xué)邊操作顯微鏡進行觀察。

（1）標本放在載物臺上，壓住，正對通光孔。

（2）鏡筒先下降，直到接近標本。

（3）左眼注視目鏡，使鏡筒緩緩上升，直到看清物像。

強調(diào)

⑴用低倍物鏡（10×或8×，即短的物鏡）對準通光孔。

⑵轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器的手法要正確，對學(xué)生進行愛護顯微鏡的教育。⑶鏡筒先下降后上升，鏡筒下降時，眼睛一定要看著物鏡，以免壓碎標本。

⑷左眼看目鏡，右眼睜開是為了畫圖。引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)觀察。

思考并回答問題：

⑴為什么視野中看到的物像是倒的？

⑵看到的物像究竟被放大了多少倍？

⑶不透明紙上的數(shù)字為何看不清？

⑷放大倍數(shù)不同，看到的細胞個數(shù)與大小有什么不同？

5.練習(xí)反饋

1．寫有“上”字的玻片標本，視野中看到的物像是（）字。

2．顯微鏡的目鏡5×,物鏡10×，放大倍數(shù)是（）；目鏡10×，物鏡10×，放大倍數(shù)是（）；目鏡10×，物鏡40×，放大倍數(shù)是（）。

3．如果物像偏左，你應(yīng)將標本向（）移，才能使物像居中。

6.教學(xué)反思

上好本節(jié)課的關(guān)鍵是組織好學(xué)生進行探究和操作，教師最好課前培訓(xùn)幾位學(xué)生作助手，這樣看似麻煩，實際在上課時解決了不少問題，以后的學(xué)習(xí)中還會用到顯微鏡，所以在開始就要強調(diào)規(guī)范操作，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好習(xí)慣。

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第五篇：電化學(xué)在實際中的應(yīng)用

電化學(xué)在實際中的應(yīng)用

王斌 0809401046 摘要：本文介紹了電化學(xué)在物理化學(xué)中的地位，在實際中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：電化學(xué) 氰化金鉀

物理化學(xué)是大學(xué)里很重要的一門課，對于想考化學(xué)方向研究生的人來說，物理化學(xué)尤為重要。它的研究對象涵蓋范圍廣闊，是一門基礎(chǔ)課程，幾乎每個學(xué)?；瘜W(xué)方向的考研都要考物理化學(xué)，學(xué)好物理化學(xué)這門課是考研的必要條件。電化學(xué)是物理化學(xué)的一個重要組成部分，它不僅與無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)和化學(xué)工程等學(xué)科相關(guān)，還滲透到環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)、生物學(xué)和金屬工業(yè)等領(lǐng)域。在物理化學(xué)的眾多分支中，電化學(xué)是唯一以大工業(yè)為基礎(chǔ)的學(xué)科。

它的應(yīng)用分為以下幾個方面：1 電解工業(yè)，其中的氯堿工業(yè)是僅次于合成氨和硫酸的無機物基礎(chǔ)工業(yè)、耐綸66的中間單體己二腈是通過電解合成的；鋁、鈉等輕金屬的冶煉，銅、鋅等的精煉也都用的是電解法；2 機械工業(yè)要用電鍍、電拋光、電泳涂漆等來完成部件的表面精整；3 環(huán)境保護可用電滲析的方法除去氰離子、鉻離子等污染物；4化學(xué)電源；5金屬的防腐蝕問題，大部分金屬腐蝕是電化學(xué)腐蝕問題；6許多生命現(xiàn)象如肌肉運動、神經(jīng)的信息傳遞都涉及到電化學(xué)機理；7應(yīng)用電化學(xué)原理發(fā)展起來的各種電化學(xué)分析法已成為實驗室和工業(yè)監(jiān)控的不可缺少的手段。我想談?wù)勲娀瘜W(xué)合成方面的應(yīng)用，同時也借此加深對電化學(xué)的理解。

何謂電化學(xué)？電化學(xué)就是主要研究電能和化學(xué)能之間互相轉(zhuǎn)化以及轉(zhuǎn)化過程中相關(guān)規(guī)律的科學(xué)。我們物理化學(xué)書上涉及到的電化學(xué)知識，有三個方面，分別是：電解質(zhì)溶液；可逆電池的電動勢及其應(yīng)用；電解與極化作用。這三個方面總結(jié)起來看，就是介紹的電解池與原電池的各個部分。電解質(zhì)溶液研究的是這兩個池的導(dǎo)電介質(zhì)，可逆電池的電動勢及其應(yīng)用研究的是電池的電動勢，電解與極化作用談?wù)摰氖请姌O極化作用和電解池的電解?？梢婋姵厥秦灤╇娀瘜W(xué)始終的關(guān)鍵概念。

電化學(xué)的應(yīng)用實際就是利用電化學(xué)反應(yīng)進行電化學(xué)合成。如何使本來不能自發(fā)進行的反應(yīng)能夠進行下去呢？較便捷的方法就是給反應(yīng)體系通電，這就是電化學(xué)反應(yīng)。利用電化學(xué)反應(yīng)進行合成的方法即為電化學(xué)合成法。電化學(xué)合成本質(zhì)上是電解。要想將電能輸入反應(yīng)體系，使不能自發(fā)進行的反應(yīng)能夠進行，就必須利用電化學(xué)的反應(yīng)器—電解池或者簡稱電池。下面我將列舉一個利用電化學(xué)反應(yīng)進行一些物質(zhì)合成的例子。這是一項專利技術(shù)，是由我院教授發(fā)明的。

氰化金鉀，化學(xué)式為K[Au(CN)2]，是一種鍍金液，主要用于純金的電鍍和用作化學(xué)試劑。純金的電鍍用于儀表精密工、防腐。在電子工業(yè)上應(yīng)用尤其廣泛。如高頻電子元件鍍金，可提供良好的導(dǎo)電性。K[Au(CN)2]以前的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，且中間產(chǎn)物過多，多為環(huán)境污染物，并且難以得到高純度的K[Au(CN)2]，生產(chǎn)出的產(chǎn)品不符合生產(chǎn)需要。后來我院教授，顧建勝，發(fā)明了一種電化學(xué)的方法合成K[Au(CN)2]。這種方法不產(chǎn)生環(huán)境污染物，唯一的廢氣是H2，對環(huán)境友好，且原子利用率高。

具體的生產(chǎn)方法如下：

金錠經(jīng)高能壓片機壓制成金片，金片經(jīng)洗滌后裝進鈦籃中，放入電解槽內(nèi)，以金片為陽極，不銹鋼為陰極，一定濃度的氰化鉀為陽極液，氫氧化鉀為陰極液，中間用隔膜隔開，在電流作用下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，金以亞金離子進入陽極電解液(即電解槽中的電解液)，由于受到隔膜的阻礙，亞金離子不能進入陰極電解液中，而其它離子可以自由通過，這樣陰極上無金析出，而只放出氫氣，亞金離子便在陽極液中積累起，當電解液中金達到一定濃度時，電解液經(jīng)冷卻結(jié)晶得到粗氰化亞金鉀晶體，粗的氰化亞金鉀經(jīng)洗滌、干燥等工序得到氰化亞金鉀成品。電化學(xué)反應(yīng)式: 陽極: Au-e= Au+ 陰極: H + e= 1/ 2H2 ↑

金鹽: Au++ K++ 2CN-= KAu(CN)2 憑借這種方法，顧建勝教授在昆山開創(chuàng)了一家公司，電化學(xué)的方法不僅簡化了氰化金鉀的生產(chǎn)工藝，還使顧建勝教授在商業(yè)上獲得了成功。

當然關(guān)于電化學(xué)的應(yīng)用例子還有很多，如今有許多的公司就是憑借一項或者幾項電化學(xué)合成技術(shù)發(fā)展的，這里我就不一一列舉。電化學(xué)合成往往都是簡化了各種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，減少了各種污染物的排放。電化學(xué)在實際生產(chǎn)中有很高的地位，甚至已成為生產(chǎn)氯氣、某些過氧化物等氧化劑和鈉、鈷、鎂等金屬的惟一方法。

參考文獻：《氰化金鉀的生產(chǎn)工藝》，作者：付宏芳，文獻出處：有色礦治，2006年02期

《無機合成化學(xué)》，張克立，孫聚堂，袁良杰，馮傳啟 +