Sähkökemia
Historia > 1800-luku

Uusi aikakausi sähkötekniikan historiassa alkoi vuonna 1800. Englantilainen kemisti William Nicholson ja kirurgi Sir Anthony Carlisle rakensivat Englannin ensimmäisen pariston hopearahojen, kuparilevyjen ja suolavedellä kostutettujen pahvilevyjen avulla. Nicholson ja Carlisle upottivat pariston johdot vesiastiaan, jolloin ilmeni kaasukuplia, vetyä ja happea, joten sähkö oli hajottanut veden osiinsa elektrolyysin avulla. Saman veden hajoamisilmiön havaitsi myös saksalainen Johann Ritter, joka toisti kokeen Voltan paristolla. Kyseinen koe osoitti, että sähköllä oli selvä yhteys kemiaan ja muodostui uusi kemian tutkimushaara.
1800-luvulla merkittävimpiä kemistejä oli englantilainen Sir Humphry Davy, jonka kuuluisimmat tutkimukset liittyivät sähkön kemiallisiin vaikutuksiin. Davy tutki metallien eristämistä elektrolyysin avulla ja onnistui eristämään natriumin, kaliumin ja kalsiumin. Työ elektrolyysin parissa johti johtopäätökseen, että sähkön tuotanto yksinkertaisissa elektrolyyttikennoissa johtui elektrolyytin ja metallien välisistä kemiallisista reaktiosta, ja tapahtui vastakkaisesti varautuneiden aineiden välillä.
Ruotsalainen kemisti Jöns Jakob Berzelius antoi omalta osaltaan merkittävän panoksen sähkökemiaan kehittäessään ioniteorian. Berzelius havaitsi, että elektrolyysi johti alkuaineiden muodostumiseen kennon napoihin. Tämä sai hänet olettamaan, että atomit olivat varautuneet ja yhdisteet muodostuivat varausten neutraloinnilla.  Kyseinen olettamus on nykytietämyksen valossa todistettu vääräksi.
Englantilaista kemistiä ja fyysikkoa Michael Faradayta pidetään yhtenä historian suurimmista tiedemiehistä. Vuonna 1832 Faraday teki koeasarjan, jonka avulla keksi induktioilmiön ja ensimmäisen sähkömagneettisen generaattorin periaatteen. Samana vuonna Faraday havaitsi indusoituneen sähkövirran. Se oli ensimmäinen kerta, kun pelkän magneetin avulla oli synnytetty sähköä. Näiden kokeiden avulla oli keksitty uusi sähkön synnyttämistapa eli sähkömagneettinen generaattori. Vuonna 1833 Faradayn kokeet saivat hänet toteamaan kaksi sähkökemian lakia eli elektrolyysilait:
Massa, joka vapautuu elektrodilla, on verrannollinen elektrolyytissä kulkevan sähkön määrään.
Massa, jonka tietty sähkömäärä vapautta, on verrannollinen alkuaineen atomipainoon ja kääntäen verrannollinen sen valenssiin, eli elektrolysoitavan ionin varaukseen.
Vuonna 1836 englantilainen sähkökemisti John Frederic Daniell esitti ensimmäisen käytännöllisen sähköpariston rakenteen. Hän lisäsi kummallekin elektrodille oman elektrolyyttinesteensä ja esti niiden sekoittumisen huokoisella väliseinällä, joka ei kuitenkaan estänyt sähkön kulkua. Daniellin sähköparissa oli sinkkielektrodi sinkkisulfaattiliuoksessa huokoisen savilieriön sisällä ja sen ympärillä kuparisulfaattiliuosta ja sylinterimäinen kuparielektrodi.
Vuonna 1865 ranskalainen insinööri ja tiedemies Georges Leclanche kehitti 1,5 Voltin sähköparin, joka tuli edellisiä suositummaksi. Kyseisessä sähköparissa elektrolyytit olivat vaarattomia: sinkkielektrodin luona oli ammoniumkloridia ja hiilielektrodin ympärillä hiili- ja mangaanioksidipulverin seosta. Elektrolyytit oli erotettu toisistaan huokoisella seinämällä lasiastian sisällä. Leclanchen sähköpareja käytettiin laajalti rautateiden merkinantolaitteissa ja lennättimissä, myöhemmin myös puhelimissa. Sähköpari kehittyi ajan mukana ja vuoden 1890 tienoilla muuttuivat nykyisiksi kuivapareiksi, joissa lasiastia on korvattu sinkkielektrodikuorella ja elektrolyyttineste elektrolyyttitahnalla.
Vuonna 1884 ruotsalainen fysikaalinen kemisti Svante Arrhenius julkaisi väitöskirjansa aiheesta Recherches sur la leaderibilité galvanique des électrolytes (Tutkimukset elektrolyyttien galvaanisesta johtavuudesta). Arrhenius päätteli tuloksistaan, että veteen liuenneet elektrolyytit hajoavat tai dissosoituvat sähköisesti vastakkaisiksi positiivisiksi tai negatiivisiksi ioneiksi. Arrheniukselle myönnettiin vuonna 1903 kemian Nobel-palkinto elektrolyyttien liukenemista koskevasta teoriasta.
Vuonna 1888 saksalainen fyysikko ja fysikaalinen kemisti Walther Hermann Nernst esitteli teorian, joka yhdisti sähkökemiallisen kennon sähkömotorisen voiman sekä virran tuottaman kemiallisen reaktion energian. Hän kehitti yhtälön, joka tunnetaan nimellä Nernstin yhtälö, joka yhdisti kennon jännitteen sen elektrodipotentiaaliin.
Vuonna 1898 Fritz Haber osoitti, että elektrolyysiprosesseista voi syntyä vain tiettyjä pelkistystuotteita, jos katodin potentiaali pidetään vakiona. Samana vuonna hän selitti nitrobentseenin pelkistyksen vaiheittain katodilla ja tästä muodostui malli muille vastaaville pelkistysprosesseille.