الکتروشیمی

الکتروشیمی یا برق شیمی[ ۱] شاخه ای از شیمی فیزیک و شیمی تجزیه است که به بررسی واکنش های شیمیایی می پردازد که در اثر عبور جریان الکتریکی انجام می شوند یا انجام یافتن آن ها سبب ایجاد جریان الکتریکی می شود. این واکنش ها با تغییر عدد اکسایش عناصر همراهند. به واکنشی که در آن عدد اکسایش عنصری کاهش یابد، نیم واکنش کاهش و به واکنشی که در آن عدد اکسایش عنصریی افزایش یابد، نیم واکنش اکسایش گفته می شود. از جمع این دو نیم واکنش، واکنش اکسایش - کاهش بدست می آید. می توان ادعا کرد که تمام واکنش های الکتروشیمی از دستهٔ اکسایش - کاهش هستند؛ بنابراین، مبادلهٔ الکترون جزء اجتناب ناپذیر این واکنش ها به حساب می آید. واکنش هایی مثل زنگ زدن آهن و فساد مواد غذایی از جمله واکنش های مضر اکسایش - کاهش هستند و واکنش های مثل آبکاری فلزات و سوختن نیز از دستهی واکنش های مفید اکسایش - کاهش به حساب می آیند.
پیشینه کشف الکتروشیمی به اختراع پیل های گالوانی می رسد. اگرچه اختراع پیل های گالونی را به لوئیجی گالوانی و آلساندرو ولتا نسبت می دهند ولی شواهد حاکی بر آن است که این پیل ها سال ها قبل از تولد این دو دانشمند، توسط ایرانیان اختراع شده بود و برای آبکاری به کار می رفت. ایرانیان گذشته با استفاده از دوفلز آهن و مس و قرار دادن آن در اسید سولفوریک که به جوهر گوگرد نیز معروف بوده است، اولین پیل های سوختی جهان را تولید کردند و از برق حاصل آن ها نیز برای آبکاری استفاده می کردند.
پیل های الکتروشیمی ابزاری برای تبدیل انرژی الکتریکی و شیمیایی به یکدیگر است. این پیل ها به دو دسته گالوانی ( ولتایی ) و برق کافتی تقسیم می شوند.
این پیل ها به یاد الکساندر ولتا فیزیکدان ایتالیایی به پیل های ولتایی هم مشهور است. سامانه ای است که در آن واکنش اکسایش - کاهش انجام می شود و انتقال الکترون این واکنش از راه یک مدار صورت می گیرد تا بخش بزرگی از انرژی اکسایش - کاهش به شکل انرژی الکتریکی در اختیار باشد.
در این نوع از پیل ها با استفاده از جریان برق در یک الکترولیت مذاب یا محلول الکترولیت برقکافت ( الکترولیز ) یعنی تغییر عدد اکسایش مادهٔ شیمیایی صورت می گیرد.
شیمی دانان با استفاده از شناسایی قوانین حاکم بر این واکنش ها، موفق به تولید انواع باتری های شیمیایی مختلف شده اند. این باتری ها در موارد مختلفی مثل ماشین ها و باتری های تلفن همراه و … استفاده می شوند. همچنین واکنش های تهیهٔ سدیم خالص، آلومینیوم و آبکاری فلزات دسته ای از این واکنش ها هستند. حلبی و آهن گالوانیزه از فرآورده های مهم آبکاری محسوب می شوند. ابداع فرایند هال از سوی چارلز مارتین هال برای استخراج آلومینیوم که بر پایهٔ اصول الکتروشیمیایی استوار است، باعث سقوط جهانی قیمت آلومینیوم در جهان شد و وی را به ثروت هنگفتی رسانید. پیش از این، آلومینیوم به دلیل کمیابی، قیمتی حتی بیشتر از طلا و نقره داشت.

اِلِکتروشیمی (electrochemistry)
شاخه ای از علم برای بررسی واکنش های شیمیایی مرتبط با الکتریسیته. استفاده از برق برای ایجاد اثرات شیمیایی، برقکافت، در بسیاری از فرآیند های صنعتی به کار گرفته می شود. آبکاری، تولید صنعتی کلر، و استخراج آلومینیوم از این جمله اند. همچنین استفاده از واکنش های شیمیایی برای تولید برق، اساس پیل های الکتریکی، مثل پیل خشک و لوکلانشه، است. از آن جا که همۀ واکنش های شیمیایی مستلزم تغییر در ساختار اتم هایند، همۀ واکنش ها را دارای ماهیتی الکتروشیمیایی تلقی می کنند. مثلاً اکسایش را زمانی فرآیندی تعریف می کردند که در آن اکسیژن با ماده ای ترکیب یا هیدروژن از ترکیبی حذف می شود، اما اکنون آن را فرآیندی تعریف می کنند که در آن الکترون مصرف می شود. همچنین، الکتروشیمی اساس روش های جدیدی برای برطرف کردن آلاینده های سمی آلی است. ابداع سلول های الکتروشیمیایی، با به کارگیری آب اَبَربحرانی، به منظور احتراق ضایعات آلی نمونه ای از این روش هاست.