ال الكيمياء الكهربائية هو فرع من فروع الكيمياء الفيزيائية يدرس التفاعلات التي يوجد فيها انتقال الإلكترون (تفاعلات اختزال الأكسدة) وتفاعلاتها التحويل إلى طاقة كهربائية ، وكذلك العملية المعاكسة ، أي تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيمياء.
العملية الأولى هي ما يحدث في بطاريات. البطاريات هي أجهزة مكونة من قطبين (قطب موجب وهو القطب السالب وقطب سالب وهو الأنود) بالإضافة إلى إلكتروليت (محلول موصل). يتم نقل الإلكترونات بواسطة موصل خارجي من القطب الموجب إلى القطب السالب ، مكونًا تيارًا كهربائيًا يستخدم لتشغيل بعض الأجهزة. تتكون البطاريات من عدة خلايا متصلة على التوالي أو على التوازي.
هذه عملية تلقائية ويتم توفير الطاقة حتى يتم استنفاد التفاعل الكيميائي (كما هو الحال مع الخلايا والبطاريات الأولية ، مثل خلية Leclanché الجافة والبطارية قلوية) ، أو في حالة التفاعلات العكسية ، يمكن تطبيق فرق جهد وعكس التفاعل ، وتشكيل المواد المتفاعلة مرة أخرى وإعادة شحن البطارية التي جاهز للاستخدام مرة أخرى (هذه هي حالة البطاريات والبطاريات الثانوية ، مثل الرصاص المستخدم في السيارات ، وأيون الليثيوم المستخدم في الأجهزة هاتف خليوي).
الخلايا والبطاريات الأولية في المقدمة ، وفي الثانية ، إعادة شحن البطاريات الثانوية (أيون الرصاص والليثيوم)
العملية العكسية ليست تلقائية وتسمى التحليل الكهربائي. التحليل الكهربائي هو مرور التيار الكهربائي القادم من مولد ، مثل خلية أو بطارية ، عبر سائل أيوني. إذا كان السائل عبارة عن مادة منصهرة ، فلدينا التحليل الكهربائي البركاني، ولكن إذا كان محلول مائي ، فلدينا التحليل الكهربائي المائي.
عند تمرير التيار الكهربائي فوق الوسط السائل ، يقوم المولد "بسحب" الإلكترونات من القطب الموجب (الأنود - وهو عكس البطارية) للخلية الإلكتروليتية وتنقلها إلى القطب السالب (الكاثود) ، أي أن القطب السالب يخضع للاختزال ويخضع الأنود أكسدة. وبالتالي ، يتم تحويل الطاقة الكهربائية التي يوفرها المولد إلى تفاعلات أكسدة واختزال (طاقة كيميائية). يوجد أدناه مخطط التحليل الكهربائي للمياه:
مخطط التحليل الكهربائي للمياه
يتم تطبيق التحليل الكهربائي على نطاق واسع صناعيًا في إنتاج المواد المهمة ، مثل الألمنيوم وغاز الكلور والصوديوم المعدني ولتنقية المعادن المختلفة أو حمايتها ، كما هو الحال في عمليات الطلاء الكهربائي أو الطلاء الكهربائي ، والتي تتكون في طلاء بعض الأشياء بمعدن ، مثل الفضة والطلاء بالنحاس والطلاء بالنيكل والتذهيب و الكروم. عندما يتم طلاء الفولاذ بالزنك ، يطلق عليه الجلفنة.
في قسم الكيمياء الكهربائية ستجد على موقعنا مزيدًا من التفاصيل حول جميع الجوانب المتعلقة بالخلايا والبطاريات ، بالإضافة إلى التحليل الكهربائي.
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletroquimica.htm
