Электрохимия и учение об электричестве

Электрохимия и учение об электричестве

Проблемой непосредственного превращения химической энергии в электрическую и элект­рической в химическую занимается электрохимия. Эта наука зародилась в самом начале XIX в. В наши дни она переживает свою вторую молодость.

Электрохимические реакции отличаются от обычных химических реакций тем, что в них участвуют свободные электроны. В ходе такой реакции свободные электроны либо выделяются, либо поглощаются. При­мерами первых реакций могут служить реак­ции растворения металлов: Zn→Zn⁺²+2е

или реакции выделения кислорода на положи­тельном электроде при электролизе воды:

4ОН^-→2Н₂O+O₂ +4е.

Реакции с отдачей электронов окисли­тельные (металлический цинк, отдавая электроны, окисляется до двухвалентного со­стояния). В качестве примера вторых, вос­становительных реакций назовем реакции отложения металлов из растворов, на­пример Cu⁺² +2e→Cu, или реакцию электроли­тического выделения водорода: 2Н⁺+2е→Н₂.

Электрохимические реакции протекают на поверхности металлических электродов, по­груженных в раствор электролита. Элект­роны в обычных условиях не могут существо­вать в водном растворе в свободном состоянии; поэтому их и подводят к реагирующим веще­ствам или отводят от них по электроду.

Электрохимические реакции играют боль­шую роль в технике. В течение почти всей пер­вой половины XIX в. единственными источ­никами электрического тока, которые помогали совершать многочисленные открытия в области теории электричества, были электрохи­мические источники тока, или гальванические элементы (см. ст. «Электромагнитное поле»). Без этих источ­ников невозможно себе представить ни разви­тия представлений об электромагнетизме, ни создания основ электротехники, ни даже появ­ления первых электромагнитных двигателей и генераторов. Зарождение электроэнергетики не­разрывно связано с электрохимическими источ­никами тока и электрохимическими реакция­ми, с превращением химической энергии в элек­трическую.