Elektrokemija je grana kemije koja proučava reakcije koje se odvijaju uz istovremeno prenošenje elektriciteta. Ova disciplina omogućava bolje razumijevanje reakcija koje se odvijaju u baterijama, elektrolizama, gorivim člancima te mnogim drugim sustavima gdje su prisutni električni potencijali.
Važnost elektrokemije očituje se u primjeni u različitim tehnološkim procesima poput proizvodnje metala, baterija, elektrokemijske analize tvari te u elektrokemijskim senzorima. Također, elektrokemijske reakcije igraju ključnu ulogu u funkcioniranju živih organizama te su prisutne u mnogim biološkim procesima.
Ključno pravilo elektrokemije je Faradayev zakon elektrolize koji glasi: “Masa tvari koja se izlučuje na elektrodi tijekom elektrolize proporcionalna je količini prolazne električne struje.” Ovo pravilo omogućava precizno predviđanje rezultata elektrokemijskih pokusa.
Primjer elektrokemijske reakcije je elektroliza vode koja se sastoji od dviju polureakcija: na anodi se odvija oksidacija vode u kisik, dok se na katodi redukcijom vode dobiva vodik. Ova reakcija je osnova za proizvodnju vodika kao alternativnog goriva.
Drugi primjer je galvanski članak koji se sastoji od dviju polućelija spojenih elektrolitom. Na taj način se postiže električni tok koji možemo koristiti u raznim uređajima poput baterija.
Nažalost, česta pogreška u elektrokemiji je nedovoljno poznavanje elektrokemijskih redoks reakcija što može dovesti do krivih zaključaka. Stoga je važno razumjeti kako elektrokemijske reakcije funkcioniraju i provoditi eksperimente pažljivo.
Savjet za uspješno eksperimentiranje u elektrokemiji je temeljito pripremiti eksperimentalni uređaj te provoditi mjerenja precizno koristeći odgovarajuću opremu. Također, važno je pridržavati se sigurnosnih naputaka kako bi se izbjegle nezgode.
Pitanja za samoprovjeru:
1. Koje su osnovne komponente elektrokemijske čelije?
2. Objasnite Faradayev zakon elektrolize.
3. Koja je uloga elektrolize u proizvodnji metala?
4. Što se dobiva elektrolizom otopine bakar(II) sulfata?
5. Kako se naziva uređaj koji pretvara električnu energiju u kemijsku energiju i obrnuto?
Rješenja:
1. Elektrolit, anoda, katoda.
2. Masa tvari koja se izlučuje na elektrodi tijekom elektrolize proporcionalna je količini prolazne električne struje.
3. Elektroliza se koristi za proizvodnju metala poput aluminija, bakra, cinka itd.
4. Elektrolizom otopine bakar(II) sulfata dobiva se bakar na katodi i sumpor na anodi.
5. Galvanski članak.