Hva er en elektrokjemisk prosess?

En elektrokjemisk prosess er en kjemisk reaksjon som enten forårsaker eller er forårsaket av bevegelse av elektrisk strøm.Disse prosessene er en type oksidasjonsreduksjonsreaksjon der ett atom eller molekyl mister et elektron til et annet atom eller molekyl.I elektrokjemiske reaksjoner er atomene eller molekylene i reaksjonen relativt langt bortsett fra hverandre sammenlignet med andre reaksjoner, og tvinger elektronene som blir overført til å reise større avstand og derved produsere en elektrisk strøm.Mange naturfenomener er basert på elektrokjemiske prosesser, for eksempel korrosjon av metaller, evnen til noen sjødyr til å generere elektriske felt, og arbeidet til nervesystemene til mennesker og andre dyr.De spiller også en viktig rolle i moderne teknologi, mest fremtredende i lagring av elektrisk kraft i batterier, og den elektrokjemiske prosessen som kalles elektrolyse er viktig i moderne industri.

Selv primitive dyr til de komplekse lærings- og resonnementene til mennesker, er avhengige av elektrokjemiske prosesser.Nevroner bruker elektrokjemiske prosesser for å overføre informasjon gjennom nervesystemet, slik at nervesystemet kan kommunisere med seg selv og med resten av kroppen.For å sende et signal genererer kjemiske prosesser i nevronen en elektrisk impuls som sendes gjennom en langstrakt struktur som kalles et akson til den når synapsen, kontaktpunktet mellom nevronen og nabodellene.Ved synapsen forårsaker strømmen frigjøring av kjemikalier kalt nevrotransmittere, som krysser synapsen til cellen som signaliseres.Nevrotransmittere binder seg deretter kjemisk binding til strukturer kalt reseptorer på målcellen, og setter av ytterligere biokjemiske prosesser i den.

Fiskes evne som elektriske ål, stargazers og torpedo -stråler til å produsere elektriske felt er resultatet av en elektrokjemisk prosess.Elektrisk fisk har spesialiserte celler som kalles elektrocytter.Transportproteiner binder seg med positive kalium- og natriumioner i cellen og fører dem bort, og bygger opp en elektrisk ladning i cellen.Når denne elektrisiteten er nødvendig, sender en del av nervesystemet kalt medullær kommandokjerne en elektrisk impuls til andre nerveceller, som utløser frigjøring av nevrotransmitteren acetylkolin.Nevrotransmitteren bindinger med acetylkolinreseptorene til elektrocyttene, som utløser frigjøring av elektrocyttene.

Elektriske batterier bruker elektrokjemiske prosesser for å lagre og frigjøre strøm.Kjemiske reaksjoner i de elektriske cellene som utgjør batteriet, skaper en ladningsforskjell mellom de to halvdelene av hver celle, og produserer elektrisk strøm.Oppladbare batterier produserer elektrisitet med kjemiske reaksjoner som er reversible, og som derfor kan returneres til deres opprinnelige kjemiske konfigurasjon hvis strøm blir brukt fra en ekstern kilde.Reaksjonene i ikke -tekniske batterier har ikke denne kvaliteten, selv om de vanligvis produserer mer elektrisk kraft enn et oppladbart batteri kan gi i en enkelt lading.

_{En rekke forskjellige kjemiske reaksjoner brukes i batterier.Nikkel-kadmiumbatterier, som ofte brukes i lys og husholdningsapparater, er basert på separate reaksjoner av kadmium og nikkel med et alkalisk, vanligvis en løsning av kaliumhydroksyd (KOH) og vann.Nikkel-metallhydridbatterier er like, men erstatter kadmium med en intermetallisk forbindelse laget av mangan, aluminium eller kobolt blandet med sjeldne jordmetaller som prasodym, lantan og cerium.Litiumbatterier kan bruke en rekke reaksjoner som involverer litiumforbindelser, med den vanligste typen ved bruk av mangandioksid (MNO} 2 _{) og en løsning av litium perchlorate (liclo} 4 ), dIMETHOXYETHAN (C ₄ H ₁₀ O ₂ ), og propylenkarbonat (C ₄ H ₆ O ₃ ).

Elektrolyse er en elektrokjemisk prosess der elektrisk strøm brukes til å utløse kjemikalieReaksjoner i et stoff som inneholder frie ioner, kalt en elektrolytt.Elektrolytten er enten smeltet eller oppløst i et løsningsmiddel, og to elektroder, kalt anoden og katoden, er nedsenket i den.Når et elektrisk potensial blir brukt mellom elektrodene, begynner strøm å strømme mellom dem, og hver elektrode begynner å tiltrekke seg ioner med det motsatte av sin egen ladning.Ionene får eller mister elektroner til elektrodene, noe som forårsaker oksidasjon av molekyler nær anoden og reduksjon av de nær katoden.Elektrolyse brukes i mange områder av industrielle prosesser, inkludert metallurgi, produksjon av kjemikalier som kaliumklorat og (Kclo ₃ ) trifluoreddiksyre (C ₂ HF ₃ O ₂ ), og ekstraksjonen av sterktReaktive elementer som ikke finnes i deres elementære form i naturen, for eksempel natrium og magnesium.