Wat is een elektrochemisch proces?
Een elektrochemisch proces is een chemische reactie die wordt veroorzaakt of wordt veroorzaakt door de beweging van elektrische stroom.Deze processen zijn een type oxidatie-reductiereactie waarbij het ene atoom of molecuul een elektron verliest aan een ander atoom of molecuul.Bij elektrochemische reacties liggen de atomen of moleculen in de reactie relatief ver van elkaar in vergelijking met andere reacties, waardoor de elektronen worden overgedragen om een grotere afstand te reizen en daardoor een elektrische stroom te produceren.Veel natuurlijke fenomenen zijn gebaseerd op elektrochemische processen, zoals de corrosie van metalen, het vermogen van sommige zeedieren om elektrische velden te genereren, en de werking van het zenuwstelsel van mensen en andere dieren.Zelfs primitieve dieren voor het complexe leer- en redeneermogelijkheden van mensen, zijn afhankelijk van elektrochemische processen.Neuronen gebruiken elektrochemische processen om informatie door het zenuwstelsel te verzenden, waardoor het zenuwstelsel met zichzelf en met de rest van het lichaam kan communiceren.Om een signaal te verzenden, genereren chemische processen in het neuron een elektrische impuls die wordt verzonden door een langwerpige structuur die een axon wordt genoemd totdat het de synaps bereikt, het contactpunt tussen de neuron en aangrenzende cellen.Bij de synaps veroorzaakt de elektriciteit de afgifte van chemicaliën die neurotransmitters worden genoemd, die de synaps doorkruisen naar de cel die wordt gesignaleerd.De neurotransmitters binden vervolgens chemisch met structuren die receptoren op de doelcel worden genoemd, waardoor verdere biochemische processen erin worden opgezet.
Het vermogen van vissen zoals elektrische paling, sterrenkijken en torpedobralen om elektrische velden te produceren, is het resultaat van een elektrochemisch proces.Elektrische vissen bezitten gespecialiseerde cellen genaamd elektrocyten.Transporteiwitten binden met positieve kalium- en natriumionen in de cel en dragen ze weg, waardoor een elektrische lading in de cel wordt opgebouwd.Wanneer deze elektriciteit nodig is, stuurt een deel van het zenuwstelsel genaamd de medullaire commandoducleus een elektrische impuls naar andere zenuwcellen, die de afgifte van de neurotransmitter acetylcholine veroorzaakt.De neurotransmitter bindt met de acetylcholinereceptoren van de elektrocyten, die de afgifte van de elektrocytenlading veroorzaken.
Elektrische batterijen gebruiken elektrochemische processen om elektriciteit op te slaan en vrij te geven.Chemische reacties in de elektrische cellen die de batterij vormen, creëren een verschil in lading tussen de twee helften van elke cel, waardoor elektrische stroom wordt geproduceerd.Oplaadbare batterijen produceren elektriciteit met chemische reacties die omkeerbaar zijn, en kunnen dus worden geretourneerd naar hun oorspronkelijke chemische configuratie als elektriciteit wordt toegepast vanuit een externe bron.De reacties in niet -rechaatse batterijen hebben niet deze kwaliteit, hoewel ze meestal meer elektrische stroom produceren dan een oplaadbare batterij in een enkele lading kan leveren.
Een verscheidenheid aan verschillende chemische reacties wordt gebruikt in batterijen.Nikkel-cadmiumbatterijen, die vaak worden gebruikt in lichten en huishoudelijke apparaten, zijn gebaseerd op afzonderlijke reacties van cadmium en nikkel met een alkalische, meestal een oplossing van kaliumhydroxide (KOH) en water.Nikkel-metaalhydridebatterijen zijn vergelijkbaar, maar vervang het cadmium door een intermetallische verbinding gemaakt van mangaan, aluminium of kobalt gemengd met zeldzame aardmetalen zoals praseodymium, lanthaan en cerium.Lithiumbatterijen kunnen een verscheidenheid aan reacties gebruiken waarbij lithiumverbindingen betrokken zijn, waarbij het meest voorkomende type mangaandioxide (MNO
2) en een oplossing van lithiumperchloraat (Liclo 4 ), D gebruikt, Dimethoxyethaan (C 4 H 10 O 2 ) en propyleencarbonaat (C 4 H 6 O 3 ).
Elektrolyse is een elektrochemisch proces waarbij elektrische stroom wordt gebruikt om chemischeReacties in een stof die vrije ionen bevat, een elektrolyt genoemd.De elektrolyt wordt gesmolten of opgelost in een oplosmiddel, en twee elektroden, de anode en kathode genoemd, worden erin ondergedompeld.Wanneer een elektrische potentiaal wordt toegepast tussen de elektroden, begint elektriciteit ertussen te stromen en begint elke elektrode ionen aan te trekken met het tegenovergestelde van zijn eigen lading.De ionen winnen of verliezen elektronen aan de elektroden, waardoor oxidatie van moleculen nabij de anode en reductie van die in de buurt van de kathode veroorzaakt.Elektrolyse wordt gebruikt in veel gebieden van industriële processen, waaronder metallurgie, de productie van chemicaliën zoals kaliumchloraat en (KCLO 3 ) trifluorazijnzuur (c 2 hf 3 o 2 ), en de extractie van sterkReactieve elementen die niet in hun elementaire vorm in de natuur worden gevonden, zoals natrium en magnesium.