Elektrochémia

Elektrochémia je odbor chémie, ktorý skúma procesy prebiehajúce na rozhraní elektród (kovových alebo polokovových, príp. grafitových) a elektrolytu. Elektrochémia sa zaoberá rovnováhami a dejmi v homogénnych a heterogénnych sústavách, v ktorý ch niektoré častice nesú elektrický náboj, ako elektróny, katióny a anióny. Základnými vlastnosťami elektrochemických sústav sú:
Elektrochémia sa zaoberá vedením elektrického prúdu v pevných a kvapalných fázach (zaoberá sa látkami schopnými prenášať elektróny, roztokmi elektrolytov, elektrolytmi v pevnej fáze, taveninami elektrolytov (i.e. elektrolytmi v kvapalnej fáze) a organickými látkami schopnými viezť elektrický prúd (iónovo vodivými polymérmi). Elektrochémia sa ďalej zaoberá vedením elektrického prúdu vo viacfázových elektrochemických sústavách (elektródy, galvanické články a membrány). Rozoberá laboraórne metódy založené na meraní elektrického prúdu ako coulometria a konduktometria.
Elektrochémia sa zaoberá chemickými reakciami, pri ktorých dochádza ku vzniku, zániku alebo premene elektricky nabitých častíc, z hľadicka chemickej rovnováhy preto elektrochémia analyzuje elektrochemické rovnováhy reakcií, kde sa zameriava na definíciu elektrochemického potenciálu (podmienky elektrochemickej rovnováhy, podmienka elektroneutrality, príspevkami elektrického potenciálu a zloženia fáz a nakoniec teóriou aktivitného koeficientu). Ďalšou oblasťou elektrochemických rovnováh sú rovnováhy v roztokoch elektrolytov, kde sa rozoberá disociácia elektrolytov, asociácia iónov a málo rozpustné elektrolyty a tiež acidobázické (protolytické) reakcie. U elektrochemických rovnováh na fázových rozhraniach elektrochémia rozoberá Nernstov potenciálový rozdiel, Donnanov potenciálový rozdiel, absolútny elektródový potenciál a elektrickú dvojvrstvu. Elektrochemická rovnováha sa zaoberá aj rovnovážnym napätím galvanických článkov, voltaických článkov a kvapalinovým potenciálom.
Z hľadiska rýchlosti priebehu chemických reakcií, ktoré sa odohrávajú medzi elektrick nabitými časticami sa elektrochémia zaoberá elektrochemickou kinetikou, ktorá sa zameriava na polarizáciu elektród, kinetikou reakcií prenosu náboja, samotnými reakciami prenosu náboja a transportnými procesmi. Polarizácia elektród sa zaoberá zdrojmi prúdu a elektrolyzérmi a polarizačnými metódami. Chemická kinetika reakcií ponosu náboja sa zameriava na kinetiku jednoduchej reakie prenosu náboja, kinetikou povrchových reakcií prenosu elektrónu a kinetikou prenosu iónu. Reakcie prenosu náboja a transportné procesy opisujú rýchlosť reakcií prenosu náboja a látkové toky, lineárnu difúziu, sférickú difúziu, stacionárnu a nestacionárnu konvektívnu difúziu a elektroosmotický tok.
Dejiny.
Počiatky elektrochémie spadajú do 16. storočia. Okolo roku 1550 Angličan Wiliam Gilbert experimentoval s magnetizmom a elektrinou. Vďaka jeho práci býva označovaný ako "otec magnetizmu". Objavil niekoľko metód výroby magnetov.
V roku 1663 zostrojil nemecký fyzik Otto von Guericke prvý elektrický generátor, ktorý na výrobu elektriny využíval trenie.
V roku 1800 anglickí chemici Wiliam Nicholson a Johann Ritter elektrolyticky rozložili vodu na vodík a kyslík.
V roku 1832 Michael Faraday formuloval dva základné elektrochemické zákony, ktoré sú založené na jeho experimentoch.
V roku 1886 Paul Héroult a Charles Martin Hall vyvinuli elektrolytickú metódu pre získanie hliníka z bauxitu. Metóda bola založená na princípoch opísaných Faradayom.
V roku 1937 zostrojil Arne Tiselius prvú sofistikovanú elektroforetickú aparatúru a roku 1948 získal Nobelovu cenu za jeho prácu v oblasti elektroforézy proteínov.
V roku 1949 bola založená International Society of Electrochemistry ("Medzinárodná elektrochemická spoločnosť").