Электрхимия

Электрхимия – физикалық химияның химиялық процестер нәтижесінде электр энергиясының пайда болуын және электр тогының физикалық-химиялық жүйеге тигізетін әсерін зерттейтін бөлімі. Э. иондардан құралған жүйені және олардың материалдармен жанасқан аралықта жүретін процестерді қарастырады.

18 ғ-дың орта кезінде хим. құбылыстар мен электр құбылыстарының арасында байланыстың бар екендігі байқалды. 1800 ж. А.Вольта алғаш 15 – 20 гальваний элементтерінен тізбектелген вольта бағанасын ашты. Вольта бағанасы арқылы суды сутек пен оттекке ыдыратуға, натрий, калий, стронций, т.б. элементтерді өздерінің қосылыстарынан жеке бөліп алуға, органик., бейорганик. қосылыстарды синтездеуге мүмкіндік туды. 1833 – 34 ж. М.Фарадей электролиттер арқылы электр тогы өткенде олардың ыдырайтынын және олардың ыдырау мөлшері сол заттардың хим. эквивалентіне пропорционал болатынын анықтап, өзінің заңдарын ашты (қ. Фарадей заңдары). 19 ғ-дың 2-жартысынан электр тогының ерітінділер арқылы өту механизмі зерттеле басталды. Осы саладағы көптеген зерттеу жұмыстарының нәтижесінде С.Аррениус (1883 – 87) электролиттік диссоциация теориясын құрды, бұл теория бойынша электролиттер ерітіндіде ион түрінде болады; иондар қозғалыста болғандықтан ғана ерітінді арқылы ток өтеді. Термодинамика заңдарын Э-ға қолдану арқылы гальваний тізбегіндегі электр қозғаушы күш табиғатын анықтау және оны есептеу мәселесі шешілді. 20 ғ-да электролиттердің термодинам. қасиеттері, олардың электр өткізгіштігі, т.б. қасиеттері жөнінде көптеген мәліметтер жиналды, концентрациялы және күрделі жүйелер, сусыз ерітінділер, балқыған және қатты күйдегі электролиттер зерттелді. Ерітінді және балқыған күйіндегі заттар құрамындағы бөлшектердің табиғатын зерттеу дамып, иондар қатысында жүретін реакциялар мәні дәлелденді. Осы кездегі Э-ның негізгі бағыты – электрхим. кинетиканың дамуы. Электрхим. кинетиканы зерттеу тепе-теңдік жағдайындағы металл мен ерітінді аралығындағы потенциялдар айырымын термодинамик. теңдеулермен есептеуге негізделген, мыс., токтың ерітіндіден өтуі электрод маңындағы электролит концентрациясын өзгертеді. Осыған байланысты электрод потенциялы да ток өтпестен бұрынғы потенциалмен салыстырғанда белгілі шамада өзгереді. Э-ның теор. және практик. маңызы зор. Теориялық Э-ның негізгі бөлімдері: электр өткізгіштік құбылыс және электролиттер; ерітінді мен электрод аралығындағы электрхим. реакциялар жылдамдығы; жартылай өткізгіштер Э-сы, ерітінді мен жартылай өткізгіш аралығындағы зарядты бөлшектердің әрекеттесу құбылысы туралы ілімдер. Қолданбалы Э. теор. Э. жетістіктеріне сүйеніп электрхим. өндірістердің технологиясы мен теорияларының негіздерін зерттейді. Электрхим. әдістерді пайдалану нәтижесінде Э. физ. химияның басқа бөлімдерімен, аналитик. химиямен тығыз байланысты. Мыс., электрхим. әдістер (амперометрия, полярография, кондуктометрия, потенциометрия) активтік коэффициентін, реакцияның жылу эффектісін, сондай-ақ әр түрлі жүйелердегі тепе-теңдік константасын анықтауда, т.б. кең пайдаланылады. Қазақстанда Э. мәселелерімен айналысу 1940 жылдан басталды. Мыс., М.Т. Козловский және оның шәкірттері (О.А. Сонгина, А.И. Зебрева, Л.Ф. Козин, т.б.) Э. саласында ғыл. еңбектер жазды, Д.В. Сокольский, Т.Д. Закүнбаева, Ы.І. Тойбаев, т.б. катализаторлар мен катализдік процестерді зерттеп, көптеген жаңалықтар ашты. Бүгінде Қазақстанда Э. саласында зерттеулер жүргізетін Д.В. Сокольский атынд. “Органикалық синтез және электрхимия”, Қарағандыда “Органикалық синтез және көмір химиясы” ин-ттары бар. ҚазҰУ-нің химия ф-тінде М.І. Наурызбаев, В.А. Захаров, Р.Н. Матакова, Т.З. Ахметов, Д.К. Меңдәлиева, т.б. ғалымдар металдар Э-сы және Э-лық талдау саласында зерттеулер жүргізуде.