1.1. Предмет электрохимии

С особенностями химических свойств металлов как восстановителей в окислительно-восстановительных реакциях Вы познакомились в рамках курса общей и неорганической химии.

Знакомство с основами физической химии начинается с электрохимии – раздела физической химии, изучающего химические процессы и явления с участием ионов и электронов, имеющие место на границе раздела фаз. Вспомним, что фаза – однородная по химическому составу и термодинамическим свойствам часть системы, отделенная от других частей (фаз) поверхностями раздела. На этих границах скачкообразно меняются свойства системы (состав, плотность, параметры кристаллической решетки и т.п.).

В электрохимии обычно одной из фаз является металл, а второй – раствор или расплав электролита. Установление химического равновесия на границе металла с раствором электролита сопровождается переносом части ионов металла из металла в раствор либо – из раствора на поверхность металла, в результате чего поверхность металла может приобретать заряд того или иного знака (вспомните особенности строения кристаллической решетки металлов). Поэтому на границе раздела фаз всегда формируется двойной электрический слой и существует некоторый равновесный скачок электрического потенциала Е (В), называемый электродным потенциалом.

Если в такой двухфазной системе возможно химическое взаимодействие зарядов металла (ионов в узлах кристаллической решетки и электронов) с ионами и молекулами раствора (расплава), то свободная энергия окислительно-восстановительной реакции может быть преобразована в электрическую энергию (в химических источниках тока) либо, наоборот, пропускание электрического тока через раствор или расплав электролита вызывает соответствующие химические процессы на границе раздела фаз (электролиз [1, 2]).

Более подробные теоретические пояснения к данному разделу можно найти в пособиях [1, 2] и в курсе лекций по физической химии для экологов.