Cesko.wiki Elektrochemie
Author
Albert FloresJohn Daniell a Michael FaradayOtto von Guericke vedle svého elektrického generátoruLuigi GalvaniAlessandro Volta Jaroslav Heyrovský Elektrochemie je obor chemie, který zkoumá procesy probíhající na rozhraní elektrod (kovových, polokovových, grafitových) a elektrolytu. Jinými slovy by se dalo říci, že jde o obor zabývající se systémy, v nichž je alespoň jedna složka přítomna ve formě iontů.
Elektrochemie se zabývá vznikem elektricky nabitých částic v roztocích, elektrickou vodivostí roztoků, průběhem chemických reakcí vyvolaných elektrickým proudem, přeměnou elektrické energie na chemickou a obráceně, korozí kovů a dalšími jevy. Jedním ze základních pokusů v elektrochemii jsou elektrody ponořené do elektrolytu, kde vlivem disociace rozpuštěné látky vznikají ionty schopné vést elektrický proud. +more Elektrolyty jsou především kyseliny, zásady a sole.
Elektrolyty, kde je přenos elektřiny zajišťován ionty, jsou vodiče II. +more třídy. Kovy, kde je přenos elektřiny zajišťován výhradně elektrony, jsou vodiče I. třídy.
Historie
Počátky elektrochemie spadají do 16. století. +more Okolo roku 1550 Angličan Wiliam Gilbert experimentoval s magnetismem a elektřinou. Proslavil se hlavně dílem O magnetu, magnetických tělesech a velkém magnetu - Zemi, kde popsal na 600 pokusů s magnety a s elektrickými látkami. Objevil několik metod výroby magnetů. Je označován za otce magnetismu. * V roce 1663 sestrojil německý fyzik Otto von Guericke první elektrický generátor, který pro výrobu elektřiny využíval tření. * Experimenty Luigiho Galvaniho v roce 1780 s žabími stehýnky, kdy se svaly smršťovaly při kontaktu s různými kovy, poskytly důležitý impuls pro rozvoj elektrochemie. *V roce 1799 Alessandro Volta vyrobil první funkční baterii moderní doby. * Na konci 18. století Johann Wilhelm Ritter významně přispěl k objevu galvanismu a postavil jednoduchý akumulátor. * V roce 1800 angličtí chemici Wiliam Nicholson a Johann Ritter elektrolyticky rozložili vodu na vodík a kyslík. * V roce 1832 Michael Faraday formuloval dva základní elektrochemické zákony, které jsou založeny na jeho experimentech. Zavedl termíny elektroda, elektrolyt, anoda, katoda, aniont a kationt. *V roce 1886 Paul Héroult a Charles Martin Hall vyvinuli elektrolytickou metodu pro získání hliníku z bauxitu. Metoda byla založena na principech popsaných Faradayem. * V roce 1937 sestrojil Arne Tiselius první sofistikovanou elektroforetickou aparaturu a roku 1948 získal Nobelovu cenu za objevy v oblasti elektroforézy proteinů. * V roce 1949 byla založena International Society of Electrochemistry (Mezinárodní elektrochemická společnost). * V roce 1959 byl český vědec Jaroslav Heyrovský oceněn Nobelovou cenou za chemii za vývoj elektrochemické analytické metody polarografie. * Jedním z důležitých objevů 20. století je vývoj palivového článku, zpočátku především pro aplikace ve vesmíru. Vodíkové palivové články byly vyvinuty pro program Apollo, který vedl k přistání na Měsíci v roce 1969. Napájely raketoplán a poskytovaly pitnou vodu pro astronauty.
Důležité oblasti
Redoxní reakce ** Oxidace ** Redukce * Elektrolýza * Baterie * Koroze
Aplikace
Výroba chemických látek: ** Redukce kovových solí pro výrobu kovů, zejména elektrolýzou taveniny (lithium, sodík, draslík, vápník, hořčík, hliník a další kovy). ** Oxidace aniontů halogenidů, například pro výrobu fluoru a chloru. +more ** Výroba směsí ozonu a kyslíku elektrolýzou při vysokých proudových hustotách. ** Výroba vodíku elektrolýzou vody. * Galvanické pokovování pro výrobu kovových povlaků.
* Zajištění elektrického napětí, zejména pro mobilní aplikace: ** Baterie ** Akumulátory ** Galvanické články ** Palivové články
* Využití elektrického proudu nebo měření potenciálu při chemických analýzách - voltametrie, polarografie, amperometrie, coulometrie, elektrogravimetrie, elektrochemická impedanční spektroskopie.