Was ist Elektrochemie?

DAS Elektrochemie ist ein Zweig der Physikalischen Chemie, der die Reaktionen untersucht, bei denen ein Elektronentransfer (Oxi-Reduktionsreaktionen) stattfindet, und deren Umwandlung in elektrische Energie, sowie der umgekehrte Vorgang, also die Umwandlung von elektrischer Energie in Energie Chemie.

Der erste Prozess findet in der Batterien. Batterien sind Geräte, die aus zwei Elektroden (einem positiven Pol als Kathode und einem negativen Pol als Anode) zusätzlich zu einem Elektrolyten (leitfähiger Lösung) bestehen. Elektronen werden durch einen externen Leiter von der Anode zur Kathode übertragen und bilden einen elektrischen Strom, der verwendet wird, um ein Gerät einzuschalten. Batterien bestehen aus mehreren Zellen, die in Reihe oder parallel geschaltet sind.

Dies ist ein spontaner Vorgang und es wird Energie zugeführt, bis die chemische Reaktion erschöpft ist (wie bei Primärzellen und Batterien, wie der Leclanché-Trockenzelle und der Batterie alkalisch), oder bei reversiblen Reaktionen kann eine Potentialdifferenz angelegt und die Reaktion umgekehrt werden, wodurch die Reaktanten wieder gebildet werden und die Batterie wieder aufgeladen wird, die wieder einsatzbereit ist (dies ist der Fall bei Batterien und Sekundärbatterien wie Blei, die in Autos verwendet werden, und Lithium-Ionen, die in Geräten verwendet werden Handys).

Primärzellen und Batterien im Vordergrund und im zweiten das Aufladen von Sekundärbatterien (Blei und Lithium-Ionen)

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Der umgekehrte Vorgang ist nicht spontan und heißt Elektrolyse. Elektrolyse ist der Durchgang von elektrischem Strom, der von einem Generator, wie einer Zelle oder Batterie, durch eine ionische Flüssigkeit kommt. Wenn die Flüssigkeit eine geschmolzene Substanz ist, haben wir a Eruptivelektrolyse, aber wenn es eine wässrige Lösung ist, haben wir a wässrige Elektrolyse.

Beim Durchleiten des elektrischen Stroms über das flüssige Medium "zieht" der Generator die Elektronen vom Pluspol (Anode - es ist das Gegenteil von Batterie) der Elektrolysezelle und überträgt sie auf den Minuspol (Kathode), d.h. die Kathode wird reduziert und die Anode erfährt Oxidation. Dabei wird die vom Generator gelieferte elektrische Energie in Redoxreaktionen (chemische Energie) umgewandelt. Unten ist ein Wasserelektrolyseschema:

Schema der Wasserelektrolyse

Die Elektrolyse wird industriell in großem Umfang bei der Herstellung wichtiger Substanzen wie Aluminium, Chlorgas, metallischem Natrium und zur Reinigung oder zum Schutz verschiedener Metalle eingesetzt. B. bei Galvanik- oder Galvanikprozessen, die darin bestehen, einen Gegenstand mit einem Metall zu beschichten, wie z. B. Versilbern, Verkupfern, Vernickeln, Vergolden und Chromatierung; Wenn Stahl mit Zink beschichtet wird, spricht man von Verzinkung.

In der Rubrik Elektrochemie auf unserer website finden sie mehr details zu allen aspekten rund um zellen und batterien sowie elektrolyse.

Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie

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FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Was ist Elektrochemie?"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletroquimica.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.