elektrochemia

Elektrochemia to gałąź chemii zajmująca się procesami, w których energia chemiczna przekształca się w energię elektryczną lub odwrotnie. Zjawiska elektrochemiczne zachodzą na granicy między elektrody a elektrolitem, gdzie zachodzą reakcje redoks. W jej ramach wyróżnia się elektrochemie galwaniczne (ogniwa galwaniczne wytwarzające prąd) oraz elektrochemie elektrolityczne (procesy wymagające dostarczenia energii elektrycznej, takie jak elektroliza).

Podstawowymi elementami układów elektrochemicznych są elektrody (robocza, odniesienia i elektroda przeciwna) oraz elektrolit. Reakcje redoks przebiegają na granicy elektrody z elektrolitem, a przepływ prądu wynika z różnicy potencjałów między elektrodami. Mierzy się to za pomocą potencjału elektrody, natężenia prądu i innych parametrów; w praktyce stosuje się techniki takie jak potencjostat, który steruje przepływem prądu w odpowiedzi na zmianę potencjału.

Podstawowe pojęcia obejmują potencjał standardowy E°, elektrody odniesienia (np. Ag/AgCl) oraz elektrody pracujące, a także środowisko elektrolitu. Prawo Faradaya łączy całkowitą ilość ładunku z ilością przetransportowanych jonów. W praktyce elektrochemia wykorzystuje różne techniki analityczne i instrumentalne, takie jak woltametria, amperometria, polarografia oraz inne metody elektroanalizy.

Zastosowania elektrochemii obejmują magazynowanie energii (baterie i akumulatory, ogniwa przepływowe), elektrochemiczne procesy produkcyjne (elektroliza soli, chlor-alkalia), galwanizację i ochronę przed korozją (anodowanie i pasywacja), a także czujniki elektrochemiczne i biosensory (np. detekcja glukozy). Elektrochemia odgrywa również ważną rolę w ochronie środowiska poprzez procesy oczyszczania i wykrywania zanieczyszczeń.