Elektrokimya

Elektrokimya, kimya biliminin bir dalı olup elektronik bir iletken (metal, grafit, veya yarı iletken) ile iyonik bir iletken (elektrolit) arayüzeyinde gerçekleşen reaksiyonları inceler
Eğer harici bir voltaj uygulanarak bir kimyasal reaksiyon meydana getiriliyor veya, pilde olduğu gibi, bir kimyasal reaksiyon bir voltaja neden oluyorsa bu bir “elektrokimyasal reaksiyon”dur Bir molekülden diğerine doğrudan yük taşınımı, elektrokimyanın konusu değildir


Tarihçe

16 ile 18 yüzyıllar arasındaki gelişmeler
16 yüzyıl, elektriğin yavaş yavaş anlaşılmaya başlandığı yüzyıl olmuştur Bu yüzyılda, İngiliz bilimadamı William Gilbert 17 yıl boyunca ağırlıklı olarak manyetizma ve elektrik üzerine çalışmış ve bu çalışmaları ona manyetizmanın babası unvanını kazandırmıştır Gilbert, mıknatısların üretimi ve güçlendirilmesi üzerine farklı metotlar keşfetmiştir
1663′te Alman fizikçi Otto von Guericke, sürtünme ile çalışarak statik elektrik üreten ilk elektrik jeneratörünü geliştirdi


1700′lerin ortalarında, Fransız kimyacı Charles François de Cisternay du Fay, aynı yüklerin birbirini ittiği, zıt yüklerin birbirini çektiği iki farklı tür statik elektriğin varlığını keşfetti

Charles-Augustin de Coulomb, 1781′de elektrostatik çekim kanununu geliştirdi İtalyan doktor ve anatomi uzmanı Luigi Galvani, 1791′de yazdığı eserinde (”De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius” (Latince: Elektriğin kas hareketlerine etkisi üzerine yorumlar)) kimyasal reaksiyonlar ve elektrik arasında bir köprü kurarak elektrokimyanın doğumunu belirledi

19 yüzyıl
1800′de, İngiliz kimyacılar William Nicholson ve Johann Ritter, suyu elektroliz yoluyla hidrojen ve oksijene ayrıştırmayı başardılar Kısa süre sonra Ritter, elektro-kaplama prosesini keşfetti ve elektrolitik bir proseste, kaplanan metal ile üretilen oksijen miktarının elektrotlar arasındaki mesafeye bağlı olduğunu gözlemledi
1810 yılında, William Hyde Wollaston, galvanik pili daha da geliştirdi Humphry Davy’nin elektroliz üzerine yaptığı çalışmalar, basit elektrolitik hücrelerde üretilen elektriğin, zıt yüklü maddeler arasındaki kimyasal reaksiyonun ve kimyasal bağlanmanın bir sonucu olduğunu gösterdi

1820′de, Hans Christian Ørsted’in elektrik akımının manyetik etkisini keşfi, büyük çığır açan bir gelişmeydi André-Marie Ampère, Ørsted’in deneylerini tekrarladı ve matematiksel olarak formüle etti

1821′de, Estonyalı-Alman fizikçi Thomas Johann Seebeck iki farklı metalin ek yerlerinde ısı farkı olduğunda elektriksel bir potansiyel oluştuğunu gösterdi
Alman bilimadamı Georg Ohm, 1827′de yayımladığı ünlü kitabı “Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet” (Galvanik devrenin matematiksel incelenmesi)’nde, günümüzde kendi adıyla bilinen Ohm kanunu’nu açıkladı

Michael Faraday, gerçekleştirdiği elektrokimya deneylerinin sonuçlarını 1832 yılında ünlü iki kanunu ile açıkladı 1836′da John Daniell elektrik üretirken hidrojen çıkarmayan hücresini keşfetti

William Grove ilk yakıt hücresini 1839′da üretti 1846′da Wilhelm Weber elektro-dinamometre’yi icat etti 1866′da Georges Leclanché günümüzde tüm dünyada yaygın olarak kullanılan çinko-karbon pili’nin ilk öncüsü kabul edilebilecek hücrenin patentini aldı
İsveçli kimyacı Svante Arrhenius (1880′li yıllar)

Svante August Arrhenius’un, 1884′te yayımladığı Recherches sur la conductibilité galvanique des électrolytes (Elektrolitlerin galvanik iletkenliği üzerine araştırmalar) adlı tezinin sonuçlarına göre, elektrolitler su içinde çözündüklerinde, değişen derecelerde ve elektriksel olarak zıt yüklü iyonlara ayrışıyorlardı

1886′da Paul Héroult ve Charles M Hall, Michael Faraday’ın tanımladığı prensiplerden yararlanarak aluminyum eldesine yönelik başarılı bir metot geliştirdiler
1894′te Friedrich Ostwald, organik asitlerin elektriksel iletkenliği ve elektrolitik parçalanması üzerine yaptığı çalışmalarını tamamladı
Alman bilimadamı Walther Nernst (1910′lu yıllar)
Walther Hermann Nernst 1888′de volta hücresinin elektromotor kuvvetinin teorisini geliştirdi Ertesi yıl, üretilen akımın karakteristiklerinden yararlanarak, akımı üreten kimyasal reaksiyonun serbest enerjisinin nasıl hesaplanacağını açıklayan ve günümüzde Nernst denklemi olarak bilinen eşitliği oluşturdu
1898′de Fritz Haber, elektrolitik proseslerde katot potansiyeli sabit tutulduğunda belirli redüksiyon ürünlerinin meydana gelebileceğini gösterdi

20 yüzyıldaki ve yeni gelişmeler

* 1902′de The Electrochemical Society kuruldu
* 1909′da Robert Andrews Millikan, tek bir elektronun elektrik yükünü belirleme deneylerine başladı
* 1923′de Johannes Nicolaus Brønsted ve Thomas Martin Lowry, asit ve bazların nasıl davrandığına ilişkin teorilerini yayımladılar
* Arne Tiselius, 1937′de ilk gelişmiş elektroforetik cihazı yaptı ve protein elektroforezi ile ilgili çalışmalarından ötürü 1948 yılında Nobel Ödülü’ne layık görüldü
* 1949′da International Society of Electrochemistry kuruldu
* 1960 ve 1970′li yıllarda Revaz Dogonadze ve öğrencileri kuantum elektrokimyasını geliştirdiler