Điện hóa

Hai nhà hóa học AnhJohn Daniell(Trái) andMichael Faraday(Phải), là cha đẻ của ngành điện hóa ngày nay.

Điện hóalà một lĩnh vực tronghóa lýnghiên cứu về mối liên hệ giữa các quá trình hóa học vàdòng điện.Một phản ứng hóa học xảy ra khi có dòng điện chạy qua, hay qua phản ứng hóa học có một hiệu điện thế, đây là những quá trình điện hóa. Trong các quá trình này luôn tồn tại đồng thời hai hiện tượng:oxy hóavàoxy hóa khử(phản ứng oxy hóa khử).

Lịch sử phát triển

• 1799:Alexandro Voltalần đầu tiên chế tạo rapinhoạt động được, trước đấyLuigi Galvaniđã có nhiều thí nghiệm trên đùi ếch, các cơ chúng co lại khi chạm vào kim loại khác nhau
• 1832:Michael Faradayphát hiện ra định luật cơ bản về điện hóa
• 1929:Jaroslav Heyrovskýnghiên cứu vềphương pháp cực phổvà nhận được giảiNobel hóa họccho công trình này vào năm 1959
• 1969:tế bào nhiên liệuhiđrôđã được nghiên cứu và dùng trongchương trình Apollo,chúng không chỉ là nguồn điện mà còn cung cấp cả nước cho phi hành đoàn

Cơ sở hóa học

Trong các oxide kim loại có liên kết ion, ví dụCaOthì Ca cho e^-,chất bị oxy hóa và O nhận e^-,chất oxy hóa hay chất bị oxy hóa khử, các quá trình:

Oxy hóa: Ca → Ca²⁺+ 2e^-

Oxy hóa khử: O + 2e^-→ O^2-

Phản ứng oxy hóa khử: Ca + O → Ca²⁺+ O^2-

Khi mở rộng các khái niệm này ra, quá trình oxy hóa: chất A cho ne^-thành Aⁿ⁺,quá trình oxy hóa khử: chất B nhận ne^-thành B^n-,phản ứng oxy hóa khử A + B → Aⁿ⁺+ B^n-;khi A và B đều là kim loại thì có phản ứng oxy hóa khử Aⁿ⁺+ B → A + Bⁿ⁺.

Nếu phản ứng này là liên tục thì có 1 dòng chuyển động của ne^-hay 1 dòng điện giữa A và B

Nếu các ion này có mặt trong 1điện trườngthì dưới tác dụng củalực tĩnh điện,các ion có điện tích âm sẽ di chuyển và tụ lại trêncực dươnganôt,còn ion dương thì vềcực âmcatôt

Ứng dụng điện hóa

• Trong sản xuất cáckim loạinhưkali,nhôm,... hay cáchalogennhưclo,flo,... quađiện phân
• Sản xuất các nguồn điện di động nhưpin,ắc quy,tế bào nhiên liệu,...
• Phân tích các chất hóa học tronghóa phân tích,ví dụ trongphương pháp cực phổ
• Kỹ thuật mạ điện