10.1 : Elektrochemie: Übersicht

Die Elektrochemie ist der Zweig der Chemie, der die Beziehung zwischen elektrischen Größen und chemischen Reaktionen untersucht, insbesondere Oxidation und Reduktion. Oxidation ist der Verlust von Elektronen aus einer Substanz, während Reduktion den Gewinn von Elektronen bezeichnet. Eine Substanz mit starker Elektronenaffinität wird als Oxidationsmittel bezeichnet, und ein Reduktionsmittel ist ein Teilchen, das Elektronen abgibt. Oxidations- und Reduktionsprozesse sind entscheidend für elektrochemische Reaktionen, die durch Halbreaktionen besser verstanden werden können.

Wenn Elektronen durch einen Stromkreis fließen, können der gemessene Strom und die Zellspannung Informationen über die Art der Reaktion liefern. Während einer elektrochemischen Reaktion ist der Strom proportional zur Reaktionsrate, während die Spannung proportional zur Änderung der freien Energie für die Reaktion ist. Nach dem Ohmschen Gesetz ist der Strom umgekehrt proportional zum Widerstand des Stromkreises und direkt proportional zum angelegten Potenzial. Das bedeutet, dass elektrochemische Experimente die Änderung der freien Energie und die Reaktionsraten durch Variation des Potenzials oder Stroms bestimmen können. Elektrochemische Methoden beinhalten kostengünstige Instrumente, die einen Vorteil gegenüber anderen Analysetechniken bieten.