Sähkökemia

Akku saa sähkövirran kulkemaan johdon kautta. Mitä akku sisältää, että niin voi tapahtua? Sähkövirta on elektronien liikettä paikasta toiseen. Kaikissa atomeissa on elektroneja, mutta ne pysyvät yleensä paikoillaan. Mikä saa elektronit liikkumaan paikasta toiseen?

Sen täytyy liittyä siihen, että erilaiset aineet vetävät elektroneja erilaisilla voimakkuuksilla. On aineita, joita ei haittaa poimia ylimääräisiä elektroneja... ...ja aineita, jotka haluaisivat eroon osasta elektroneistaan. Ja tämä on jotain, mitä voimme hyödyntää. Tässä on atomi, joka haluaa eroon elektroneista, ja atomi, joka haluaa poimia elektroneja. Jos päästämme atomit keskenään kosketuksiin, tapahtuu kemiallinen reaktio.

Elektronit liikkuvat yhdestä aineesta toiseen. Mitä tapahtuu, jos aineet pidetään erillään, mutta yhdistetään ne metalli- langalla - eli johtimella? Toinen aineista haluaa yhä luopua elektroneistaan, ja toinen haluaa edelleen poimia elektroneja. Ainoa tapa, miten ne voivat tehdä niin - on lähettämällä elektronit langan kautta. Olemme luoneet...

akun. Olemme käyttäneet kemiallista reaktiota luodaksemme sähköä. Tätä kemian osa-aluetta kutsutaan - sähkökemiaksi. Kemiallisten reaktioiden käyttö sähkön luomiseen on yksi sähkökemian osa. Toinen osa tekee täsmälleen päinvastoin: tässä käytetään sähköä aiheuttamaan kemiallisia reaktioita.

Yksi esimerkki tästä on, kun metalli on yhdistelmänä muiden aineiden kanssa, ja haluamme erottaa metallin puhtaassa muodossaan. Metallit, jotka ovat osana kemiallisia yhdisteitä, ovat luovuttaneet elektroneja - ne ovat muodostaneet positiivisia ioneja. Tässä on alumiini-ioneja, esimerkiksi. Muodostettuaan yhdisteen ne kaikki ovat luovuttaneet kolme elektronia. Jos haluamme alumiinin puhtaassa, metallisessa muodossa, jokaisen atomin täytyy ottaa takaisin kolme elektronia.

Ongelma on, että alumiini on aine, joka ei todennäköisesti poimi elektroneja - atomit tykkäävät pysyä niiden ionisessa muodossa. Meidän täytyy pakottaa elektronit atomeihin. Miten voimme tehdä sen? Käyttämällä sähköä! Yhdistämällä langan akkuun, tai toiseen sähkövirtalähteeseen, työnnämme elektroneja alumiini-ioneja kohti.

Sitten niillä ei ole muuta vaihtoehtoa kuin poimia elektronit, ja olemme pakottaneet kemiallisen reaktion tapahtumaan - käyttämällä sähköä. Nämä kaksi reaktiotyyppiä ovat toistensa vastakohdat. Ensimmäisessä esimerkissä aineet halusivat reagoida toistensa kanssa siirtämällä elektroneja. Päästämme ne matkaan - mutta vain, jos elektronit kiertävät langan kautta. Toisessa esimerkissä ionit eivät halunneet reagoida.

Mutta pakotimme ne - työntämällä elektroneja niitä kohti. Ensimmäisessä tapauksessa sähköä luodaan kemiallisen reaktion avulla. Toisessa tapauksessa saamme kemiallisen reaktion tapahtumaan käyttämällä sähköä. Molemmat ovat esimerkkejä sähkökemiasta.