Electrochemistry Books

Beerass‏

آگهی دارد

درباره این برنامه

الکتروشیمی شاخه ای از شیمی است که به رابطه بین انرژی الکتریکی و واکنش های شیمیایی می پردازد. این شامل مطالعه این است که چگونه واکنش های شیمیایی می توانند انرژی الکتریکی تولید کنند (مانند باتری ها و پیل های سوختی) و چگونه انرژی الکتریکی می تواند باعث ایجاد واکنش های شیمیایی شود (مانند الکترولیز). الکتروشیمی نقش مهمی در فرآیندهای مختلف صنعتی، ذخیره انرژی، جلوگیری از خوردگی و موارد دیگر دارد. در اینجا برخی از مفاهیم و حوزه های کلیدی در الکتروشیمی آورده شده است:

1. **سلول های الکتروشیمیایی:** سلول های الکتروشیمیایی وسایلی هستند که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی یا بالعکس تبدیل می کنند. دو نوع اصلی سلول های گالوانیکی (همچنین به عنوان سلول های ولتایی یا باتری شناخته می شوند) هستند که انرژی الکتریکی را از واکنش های شیمیایی خود به خود تولید می کنند و سلول های الکترولیتی که از انرژی الکتریکی برای هدایت واکنش های غیر خود به خودی استفاده می کنند.

2. **واکنش های نیمه سلولی:** سلول های الکتروشیمیایی از دو نیم سلول تشکیل شده اند که هر کدام شامل یک الکترود غوطه ور در محلول الکترولیت است. واکنش های نیمه سلولی در هر الکترود رخ می دهد که شامل انتقال الکترون ها و یون ها می شود.

3. **الکترودها:** الکترودها مواد رسانایی هستند (اغلب فلزات یا پلیمرهای رسانا) که به عنوان مکان هایی برای واکنش های نیمه سلولی عمل می کنند. الکترودی که در آن اکسیداسیون اتفاق می افتد آند است و الکترودی که در آن احیا اتفاق می افتد کاتد است.

4. **الکترولیت ها:** الکترولیت ها محلول هایی هستند که حاوی یون هستند و حرکت یون ها را بین دو نیم سلول تسهیل می کنند و مدار الکتریکی را کامل می کنند. آنها می توانند محلول های آبی یا نمک های مذاب باشند.

5. **الکترولیز:** الکترولیز فرآیند استفاده از انرژی الکتریکی برای هدایت یک واکنش شیمیایی غیرخود به خودی است. در کاربردهایی مانند آبکاری الکتریکی، پالایش فلز و شکافتن آب برای تولید هیدروژن و اکسیژن استفاده می شود.

6. **آبکاری:** آبکاری شامل قرار دادن یک لایه نازک از یک فلز بر روی سطح فلز دیگر با استفاده از الکترولیز است. این فرآیند برای افزایش ظاهر، دوام و مقاومت در برابر خوردگی مواد استفاده می شود.

7. **قوانین الکترولیز فارادی:** قوانین فارادی رابطه بین مقدار ماده تولید شده یا مصرف شده در واکنش الکترولیز و مقدار بار الکتریکی عبور داده شده از سلول را توصیف می کند.

8. **معادله Nernst:** معادله Nernst غلظت واکنش دهنده ها و محصولات را به پتانسیل سلولی یک سلول الکتروشیمیایی مرتبط می کند. این به پیش بینی چگونگی تأثیر تغییر غلظت بر ولتاژ سلول کمک می کند.

9. **خوردگی:** خوردگی یک فرآیند الکتروشیمیایی طبیعی است که در آن فلزات به دلیل واکنش هایی با محیط خود خراب می شوند. درک مکانیسم های خوردگی برای جلوگیری از تخریب مواد بسیار مهم است.

10. ** پیل های سوختی:** پیل های سوختی وسایلی هستند که انرژی شیمیایی حاصل از سوخت ها (مانند هیدروژن) را مستقیماً از طریق واکنش های الکتروشیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. آنها منابع انرژی کارآمد و دوستدار محیط زیست هستند.

11. **تکنولوژی باتری:** باتری ها وسایل الکتروشیمیایی هستند که انرژی الکتریکی را ذخیره و آزاد می کنند. آنها در انواع مختلفی از جمله باتری های سرب اسید، باتری های لیتیوم یونی و باتری های نیکل-فلز هیدرید وجود دارند که هر کدام خواص و کاربردهای متفاوتی دارند.

12. **سنسورهای الکتروشیمیایی:** حسگرهای الکتروشیمیایی از تعامل بین آنالیت ها و الکترودها برای اندازه گیری غلظت مواد خاص استفاده می کنند. آنها کاربردهایی در نظارت بر محیط زیست، تشخیص پزشکی و موارد دیگر پیدا می کنند.

الکتروشیمی در زمینه‌های مختلفی از جمله ذخیره‌سازی انرژی (باتری‌ها و خازن‌ها)، انرژی‌های تجدیدپذیر (سلول‌های خورشیدی و سلول‌های سوختی)، علم مواد، حفاظت از محیط زیست و شیمی تحلیلی کاربرد دارد. این یک علم بنیادی است که به پیشرفت های تکنولوژیکی متعددی کمک کرده است و همچنان یک حوزه فعال تحقیق و توسعه است.