الكيمياء الكهربائية هي فرع من الكيمياء يدرس التفاعلات الكيميائية التي تشمل نقل الكترونات بين الجزيئات أو الذرات. تتمحور هذه الدراسة حول كيفية تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية والعكس بشكل فعال.
أساسيات الكيمياء الكهربائية
- التفاعلات الأساسية: تشمل التفاعلات الكهربائية التأكسد والاختزال (Redox)، حيث يتم تحويل الإلكترونات بين المواد الكيميائية. عملية التأكسد تعني فقدان الإلكترونات، بينما التخزين تعني اكتسابها.
- الخلايا الكهربائية: تشير إلى أنظمة تحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، مثل الخلايا الجلفانية والبطاريات. تتألف هذه الخلايا من أنود وكاثود متصلين بمحلول كهربائي يسمى المحلول الكهربائي أو جسر ملحي.
- المفاعلات الكهربائية: هي مفاعلات تستخدم التيار الكهربائي لدفع تفاعلات كيميائية غير قابلة للحدوث بشكل طبيعي. تستخدم في عمليات تصفية المياه وتحلية المياه، وإزالة الملوثات، وتصنيع المواد الكيميائية.
- التحليل الكهربائي: يُستخدم لتحديد تركيز المواد الكيميائية وتحديد هويتها عن طريق قياس التغيرات في التيار الكهربائي خلال التفاعلات الكيميائية.
- التحليل الكهروكيميائي: يتعلق بدراسة التفاعلات الكيميائية التي تتم تحت تأثير التيار الكهربائي، مما يسمح بالتحكم في سير التفاعلات وتسريعها أو توجيهها نحو المنتجات المرغوبة.
- التطبيقات الصناعية: تشمل استخدامات الكيمياء الكهربائية في مجالات مثل صناعة المواد الكيميائية، والبيئة، والطاقة، والطب، حيث تساهم في تحسين الكفاءة والاستدامة في العمليات الكيميائية.
الكيمياء الكهربائية تمثل جزءًا أساسيًا من الكيمياء الحديثة وتطبيقاتها متنوعة وهامة في العديد من الصناعات والبحوث العلمية المتقدمة.
