elektrokemi

Elektrokemi är en gren av kemin som studerar sambandet mellan elektricitet och kemiska reaktioner. Den fokuserar särskilt på redoxreaktioner där elektroner överförs mellan ämnen eller mellan en elektrod och en elektrolyt.

Grunderna innefattar elektrodens roll i redoxreaktioner, elektrolytens funktion som ledare för joner och beslutsprocessen vid elektrodgränssnittet, inklusive det så kallade dubbelskiktet som uppstår vid kontakten mellan fast elektrod och lösning. Elektrodpotentialer mäts relativt till referenselektroder och används för att beräkna cellpotentialer i galvaniska eller elektrolytiska celler. Nernst-ekvationen beskriver hur elektrodpotentialen ändras med temperatur och koncentrationer, och Faradays lag kopplar den elektriska laddningen till mängden ämne som omvandlas i en reaktion.

Elektrokemiska celler delas vanligtvis in i galvaniska celler, som spontant omvandlar kemisk energi till elektrisk energi, och elektrolysceller, där elektrisk energi används för att driva kemiska reaktioner. Vanliga processer inkluderar batterier för energilagring, bränsleceller, elektrolys av vatten eller andra föreningar, samt metallframställning och elektroplätering. Elektrokemikens frågor är centrala för korrosion och dess skydd, sensoriska tillämpningar och analytisk kemi.

Metoder och tekniker inom elektrokemi omfattar mätning av elektrodpotentialer med arbets- och referenselektroder, samt olika elektroanalytiska tekniker som voltammetri, amperometri och potentiometri. Dessa metoder används inom energi, miljö, medicin och materialvetenskap för att studera reaaktionskinetik, interfaces och sensorik.

Historiskt utvecklades elektrokemins grundläggande idéer under 1800-talet med pionjärer som Volta, Daniell, Faraday och Nernst. Deras arbete lade grunden för dagens förståelse av hur elektrisk energi och kemiska processer samverkar.