กระบวนการทางเคมีไฟฟ้าคืออะไร?
กระบวนการทางเคมีไฟฟ้าเป็นปฏิกิริยาทางเคมีที่สาเหตุหรือเกิดจากการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้ากระบวนการเหล่านี้เป็นชนิดของปฏิกิริยาการลดออกซิเดชันซึ่งอะตอมหรือโมเลกุลหนึ่งตัวสูญเสียอิเล็กตรอนไปยังอะตอมหรือโมเลกุลอื่นในปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าอะตอมหรือโมเลกุลในปฏิกิริยานั้นค่อนข้างห่างไกลจากกันเมื่อเทียบกับปฏิกิริยาอื่น ๆ บังคับให้อิเล็กตรอนถูกถ่ายโอนไปยังระยะทางที่มากขึ้นและสร้างกระแสไฟฟ้าปรากฏการณ์ทางธรรมชาติจำนวนมากขึ้นอยู่กับกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าเช่นการกัดกร่อนของโลหะความสามารถของสัตว์ทะเลบางชนิดในการสร้างสนามไฟฟ้าและการทำงานของระบบประสาทของมนุษย์และสัตว์อื่น ๆพวกเขายังมีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่โดดเด่นที่สุดในการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่และกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลซิสเป็นสิ่งสำคัญในอุตสาหกรรมสมัยใหม่
กิจกรรมของระบบประสาทจากปฏิกิริยาง่ายๆและพฤติกรรมสัญชาตญาณที่พบในแม้แต่สัตว์ดั้งเดิมในการเรียนรู้ที่ซับซ้อนและความสามารถในการใช้เหตุผลของมนุษย์ก็ขึ้นอยู่กับกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าเซลล์ประสาทใช้กระบวนการทางเคมีไฟฟ้าเพื่อส่งข้อมูลผ่านระบบประสาททำให้ระบบประสาทสามารถสื่อสารกับตัวเองและกับส่วนที่เหลือของร่างกายในการส่งสัญญาณกระบวนการทางเคมีในเซลล์ประสาทจะสร้างแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่ส่งผ่านโครงสร้างยาวที่เรียกว่าซอนจนกระทั่งถึง synapse จุดสัมผัสระหว่างเซลล์ประสาทและเซลล์ใกล้เคียงที่ synapse ไฟฟ้าทำให้เกิดการปล่อยสารเคมีที่เรียกว่าสารสื่อประสาทซึ่งข้าม synapse ไปยังเซลล์ที่ถูกส่งสัญญาณสารสื่อประสาทจากนั้นก็เชื่อมต่อกับโครงสร้างที่เรียกว่าตัวรับในเซลล์เป้าหมายโดยกำหนดกระบวนการทางชีวเคมีเพิ่มเติมภายในมันความสามารถของปลาเช่นปลาไหลไฟฟ้าดาวฤกษ์และรังสีตอร์ปิโดเพื่อผลิตสนามไฟฟ้าเป็นผลมาจากกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าปลาไฟฟ้ามีเซลล์พิเศษที่เรียกว่าไฟฟ้าการขนส่งโปรตีนจับกับโพแทสเซียมบวกและโซเดียมไอออนในเซลล์และนำพวกมันออกไปสร้างประจุไฟฟ้าในเซลล์เมื่อจำเป็นต้องใช้ไฟฟ้านี้ส่วนหนึ่งของระบบประสาทที่เรียกว่านิวเคลียสคำสั่งไขกระดูกส่งแรงกระตุ้นไฟฟ้าไปยังเซลล์ประสาทอื่น ๆ ซึ่งทำให้เกิดการปล่อยสารสื่อประสาท acetylcholineพันธะสารสื่อประสาทกับตัวรับ acetylcholine ของอิเล็กโตรเจนต์ซึ่งทำให้เกิดการปล่อยประจุด้วยไฟฟ้าแบตเตอรี่ไฟฟ้าใช้กระบวนการทางเคมีไฟฟ้าเพื่อเก็บและปล่อยกระแสไฟฟ้าปฏิกิริยาทางเคมีภายในเซลล์ไฟฟ้าที่สร้างแบตเตอรี่สร้างความแตกต่างในการคิดค่าใช้จ่ายระหว่างสองครึ่งของแต่ละเซลล์ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ผลิตไฟฟ้าด้วยปฏิกิริยาทางเคมีที่สามารถย้อนกลับได้และสามารถส่งคืนไปยังการกำหนดค่าทางเคมีดั้งเดิมของพวกเขาหากไฟฟ้าถูกนำไปใช้จากแหล่งภายนอกปฏิกิริยาในแบตเตอรี่ที่ไม่สามารถชาร์จได้ไม่มีคุณภาพนี้แม้ว่าพวกเขามักจะผลิตพลังงานไฟฟ้ามากกว่าแบตเตอรี่ที่ชาร์จไฟได้สามารถให้การชาร์จเดียวปฏิกิริยาทางเคมีที่แตกต่างกันหลากหลายชนิดที่ใช้ในแบตเตอรี่แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียมซึ่งใช้กันทั่วไปในไฟและเครื่องใช้ในครัวเรือนจะขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาแยกต่างหากของแคดเมียมและนิกเกิลที่มีอัลคาไลน์ซึ่งมักจะเป็นสารละลายของโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) และน้ำแบตเตอรี่ไฮไดรด์นิกเกิลโลหะมีความคล้ายคลึงกัน แต่แทนที่แคดเมียมด้วยสารประกอบ intermetallic ที่ทำจากแมงกานีสอลูมิเนียมหรือโคบอลต์ผสมกับโลหะหายากเช่น praseodymium, lanthanum และซีเรียมแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถใช้ปฏิกิริยาที่หลากหลายที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบลิเธียมโดยใช้ชนิดที่พบมากที่สุดโดยใช้แมงกานีสไดออกไซด์ (MNO2 ) และสารละลายของลิเธียมเปอร์คลอเรต (Liclo 4 ), DImethoxyethane (C 4 H 10 O 2 ) และโพรพิลีนคาร์บอเนต (C 4 H 6 O 3 )
อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าปฏิกิริยาในสารที่มีไอออนอิสระเรียกว่าอิเล็กโทรไลต์อิเล็กโทรไลต์ถูกละลายหรือละลายในตัวทำละลายและอิเล็กโทรดสองตัวเรียกว่าขั้วบวกและแคโทดถูกแช่อยู่ในนั้นเมื่อมีการใช้ศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าจะเริ่มไหลระหว่างพวกเขาและอิเล็กโทรดแต่ละตัวจะเริ่มดึงดูดไอออนที่ตรงกันข้ามกับประจุของมันเองไอออนจะได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอนไปยังอิเล็กโทรดทำให้เกิดออกซิเดชันของโมเลกุลใกล้กับขั้วบวกและการลดลงของที่อยู่ใกล้แคโทดอิเล็กโทรไลซิสใช้ในหลาย ๆ ด้านของกระบวนการอุตสาหกรรมรวมถึงโลหะวิทยาการผลิตสารเคมีเช่นโพแทสเซียมคลอเรตและ (Kclo 3 ) กรด trifluoroacetic (C 2 HF 3 O 2 )องค์ประกอบปฏิกิริยาที่ไม่พบในรูปแบบองค์ประกอบของพวกเขาในธรรมชาติเช่นโซเดียมและแมกนีเซียม