elektrochèmija (elektro… + chemija), fizikinės chemijos šaka, tirianti jonų turinčias sistemas (tirpalus, lydalus, kietuosius elektrolitus) ir dviejų fazių riboje vykstančius procesus, kuriuose dalyvauja jonai ir elektronai. Dvifazės elektrocheminės sistemos viena fazių yra metalas arba puslaidininkis (elektroninė fazė), kita – tirpalas, lydalas arba kietasis elektrolitas (joninė fazė). Sistemą t. p. gali sudaryti jonitine membrana atskirtos dvi joninės fazės. Dvifazėje sistemoje, susidedančioje, pvz., iš metalo ir tirpalo, metalo elektros krūviai sąveikauja su tirpalo jonais bei molekulėmis – krūviai pereina iš metalo į tirpalą ir atvirkščiai. Du skirtingus metalus įmerkus į tirpalą ir sujungus išoriniu laidininku grandine ima tekėti elektros srovė. Tas pat vyksta ir prijungus prie įmerktų į elektrolitą metalų išorinį nuolatinės elektros srovės šaltinį (elektrolizė). Elektrochemijos tiriamas sritis galima suskirstyti į 4 pagrindines grupes: elektrolitų sandara ir elektrinis laidumas, elektrocheminė pusiausvyra elektrodo ir tirpalo (ar lydalo) tarpfazinėje riboje, elektrocheminių procesų kinetika, membraninių procesų ir jonitine membrana atskirtų joninių sistemų pusiausvyra. Elektrocheminiai tyrimo ir analizės metodai plačiai taikomi fizikinėje ir analizinėje chemijoje (voltamperometrija, potenciometrija, elektrogravimetrija). Elektrochemija siejasi su koloidų chemija (tiria adsorbciją, elektrokinetinius reiškinius). Išaiškėjus, kad daugelis gyvuosiuose organizmuose vykstančių procesų yra elektrocheminės prigimties, susikūrė nauja mokslo kryptis – bioelektrochemija. Šviesos energijos ryšys su kai kurių sistemų elektrocheminiais procesais padėjo susikurti fotoelektrochemijai. Remiantis elektrochemijos teoriniais pagrindais sukurta elektrochemijos pramonė (gaunami šarminiai ir šarminių žemių metalai, aliuminis, magnis, chloras, vandenilis, organiniai junginiai). Elektrochemijos teorija ir elektrocheminės technologijos (galvanotechnika) taikomos kuriant metalų apsaugos nuo korozijos, aplinkos apsaugos būdus, t. p. metalams apdirbti (pvz., frezuoti).
Istorija
Kaip mokslas elektrochemija atsirado ir pradėjo plėtotis 18 ir 19 a. sandūroje, kai A. G. Volta, bendradarbiaudamas su L. Galvani, sukūrė pirmąjį cheminį elektros energijos šaltinį (galvaninį elementą). Vėliau šie šaltiniai buvo sparčiai tobulinami ir ilgą laiką, kol nebuvo sukurta elektros srovės generatorių, jie buvo vieninteliai elektros energijos šaltiniai. Naudodamasis jais H. Davy 19 a. pradžioje atliko daugelio medžiagų elektrolizę, Th. von. Grotthussas 1805 paskelbė elektrolizės teoriją, M. Faraday nustatė elektrolizės dėsnius. 19 a. antroje pusėje elektrocheminiams procesams buvo pritaikyti termodinamikos dėsniai. 20 a. 3 dešimtmetyje išplėtota elektrocheminės kinetikos teorija.
Lietuvoje
Elektrochemijos pradinkas yra Th. von Grotthussas, gyvenęs ir dirbęs Gedučiuose. Jis Lietuvoje elektrochemijos srityje dirbo vienas, todėl kurį laiką nebuvo kam tęsti jo darbų. Elektrochemijos tyrimai, vadovaujant V. Čepinskiui, Lietuvoje vėl pradėti tik 20 a. 3 dešimtmetyje Lietuvos universitete. Buvo tiriama cheminių elektros energijos šaltinių elektrovara. Po II pasaulinio karo elektrochemija plėtota Kauno politechnikos institute (nuo 1990 Kauno technologijos universitetas), bet daugiausia Chemijos ir cheminės technologijos institute (1992–2010 Chemijos institutas, nuo 2010 Fizinių ir technologijos mokslų centras). Pagrindinė darbų kryptis – metalų elektrochemija (metalų elektrocheminis nusodinimas, galvanotechnika). Vilniaus universitete tirtas blizgiųjų sidabro dangų elektrocheminis nusodinimas (V. Kaikaris, T. J. Jankauskas, Vytautas Skučas), Vilniaus universitete ir Chemijos institute sukurta elektrocheminio nusodinimo iš nevandeninių tirpalų technologijų (A. Levinskas, L. Simanavičius). Kauno technologijos universitete daugiausia tirtas mangano ir jo lydinių elektrocheminis nusodinimas (J. Janickis, E. Pacauskas, B. Stulpinas). Chemijos institute buvo daromi daugelio metalų, t. p. jų lydinių, elektrocheminio nusodinimo fundamentiniai ir taikomieji tyrimai, parengtos daugelio metalinių dangų gavimo technologijos. Pagrindinė tyrimų kryptis – blizgiųjų dangų formavimosi dėsningumai ir mechanizmas (J. Matulis). Patikslinta chromo elektrocheminio nusodinimo teorija (J. Matulis, Mindaugas Mickus) ir metalų elektrokristalizacijos teorija (R. P. Sližys). Ištirta metalų nusodinimo iš kompleksinių tirpalų kinetika ir mechanizmas (R. Višomirskis, S. Chotianovičius, A. Survila), blizgodarinių priedų veikimo dėsningumai ir mechanizmas vykstant nikelio (A. Bodnevas, O. Galdikienė), vario (L. Valentėlis, Vidmantas Kapočius), cinko (R. Šarmaitis), alavo (V. Skominas), kadmio (J. Šivickis) ir kai kurių kitų metalų dangų elektrocheminio nusodinimo procesams. Ištirtas aukso, sidabro ir kai kurių jų lydinių elektrocheminis nusodinimas (K. J. Juodkazis), plačiai tirti kobalto lydinių su sunkiai redukuojamais metalais (molibdenu ir volframu) nusodinimo dėsningumai (V. Račinskas, Vladas Algimantas Bernotas). Tiriama elektrai laidžių polimerų gavimas, savybės ir naudojimas (A. Malinauskas), metalinių ir puslaidininkinių darinių sudarymas aliuminio oksido matricos akutėse (A. Jagminas).
2509