Введение

Очень многие химические реакции протекают с выделением химической энергии, которая может переходить в другие формы энергии: тепловую, световую, механическую, электрическую и др. Тщательное изучение всевозможных химических процессов показало, что возможен и обратный переход этих видов энергии в химическую.

Электрохимия − это наука, которая рассматривает физико-хими-ческие свойства ионных проводников, а также явления, имеющие мес-то на границах контакта ионных проводников с электронными провод-никами или полупроводниками.

Вещества делятся на две группы: плохо проводящие электричес-кий ток, или изоляторы, и хорошо проводящие ток, или электрические проводники. В свою очередь электрические проводники бывают двух типов: металлические, или электронные проводники, и электролиты.

В металлических проводниках электрический ток переносят под-вижные электроны атомов металла. Перенос электричества в электро-литах осуществляется ионами. Ионы представляют собой атомы или группы атомов, которые отдали или приняли электроны, в результате приобрели положительный или отрицательный электрический заряд. Положительные ионы движутся по направлению тока, а отрицательные − в противоположном направлении.

В настоящем пособии будут описаны химические реакции, в ко-торых участвуют ионы, и сопутствующие им электрические явления.

Соли, кислоты и основания объединяются в обширный класс электролитов. Электролиты являются электрическими проводниками только в растворе, а некоторые из них (соли и некоторые основания) − и в расплаве.

Растворы и расплавы содержат положительные и отрицательные ионы, каждый из которых несет один или несколько электрических зарядов, причем число положительных и отрицательных зарядов оди-наково. Положительные ионы названы катионами, а отрицательные анионами.

При прохождении электрического тока через электролит проис-ходит перенос вещества; при этом изменяется концентрация раствора и на электродах выделяются соответствующие вещества. Этот процесс называется электролизом, т.е. превращение электрической энергии в химическую энергию.

1 Теоретическая часть

1.1 Основные определения

Электрохимическими называют процессы непосредственного превращения химической энергии в электрическую и обратно. Их мож-но разделить на две группы:

1) процессы превращения химической энергии в электрическую (химические источники тока: работа гальванических и топливных элементов, разрядка аккумулятора);

2) процессы превращения электрической энергии в химическую (электролиз, электрохимическая коррозия, зарядка аккумулятора и др.).

Электродами называют проводники, имеющие электронную проводимость (проводники 1-го рода) и находящиеся в контакте с ионным проводником.

Ионным проводником (проводник 2-го рода) служат растворы или расплавы электролитов, а также твердые электролиты. Электроды за-мыкаются металлическим проводником.

Электрод, на котором происходит окисление, называют анодом, электрод, на котором происходит восстановление, − катодом. Элект-роны, образующиеся в процессе окисления на аноде, перемещаются по внешней цепи к катоду, на котором они участвуют в процессе вос-становления.

Электрохимические цепи – системы, состоящие из двух электро-дов, помещенных в раствор электролита или в два разных раствора, находящихся в контакте друг с другом.