ՀՍՀ/ԷԼԵԿՏՐԱՔԻՄԻԱ

ԷԼԵԿՏՐԱՔԻՄԻԱ, ֆիզիկական քիմիայի բաժին, ուսումնասիրում է իոններ պարունակող համակարգեր, ինչպես նաև երկու ֆազերի սահմանում լիցքավորված մասնիկների (իոնների և էլեկտրոնների) մասնակցությամբ ընթացող պրոցեսներ: Երկֆազ համակարգում ֆազերից մեկը մետաղ է կամ կիսահաղորդիչ, մյուսը՝ էլեկտրոլիտի լուծույթ կամ հալույթ: Տվյալ դեպքում Է. գիտություն է, որն ուսումնասիրում է մետաղի կամ կիսահաղորդիչի լիցքերի փոխազդեցությունը լուծույթի իոնների և մոլեկուլների կամ հալույթի իոնների հետ: Առաջին էլեկտրաքիմիական ուսումնասիրությունները կատարվել են XIX դ. սկզբին, երբ հայտնաբերվեց հոսանքի առաջին քիմ. աղբյուրը՝ Վոլտայի սյունը (Ա. Վոլտա, 1800), որի կիրառումը հնարավորություն տվեց բացահայտել առաջին (մետաղներ) և երկրորդ (էլեկտրոլիտներ) կարգի հաղորդիչների սահմանում տեղի ունեցող երևույթները: Պարզվեց, որ էլեկտրոլիտի լուծույթով էլեկտրական հոսանք անցնելիս հնարավոր է քիմ. փոխարկում: Այս երևույթը կոչվեց էլեկտրոլիզ, որի օգնությամբ ջուրը տարրալուծվեց ջրածնի և թթվածնի, իսկ խոնավ KOH-ից և NaOH-ից առաջին անգամ անջատվեցին К և Na (Հ. Դևի, 1807): XIX դ. 30-ական թթ. Մ. Ֆարադեյը ձևակերպեց էլեկտրոլիզի քանակական օրենքները (տես Ֆարադեյի օրենքներ): Էլեկտրոլիտների լուծույթների էլեկտրահաղորդականությունը և դրանց ֆիզ. ու քիմ. հատկությունները բացատրելու համար ձևակերպվեց էլեկտրոլիտային դիսոցման տեսությունը (Ս. Արենիուս, 1887): Է-ի զարգացման կարևոր փուլերից մեկը կապված էր գալվանական էլեմենտի էլեկտրաշարժ ուժի (էլշու) առաջացման մեխանիզմի և քիմ. էներգիան էլեկտրականի փոխակերպելու (կամ ընդհակառակը) պարզաբանման հետ: Ըստ վոլտայի, գալվանական էլեմենտում էլեկտրական էներգիան առաջանում է երկու տարբեր մետաղների կոնտակտի շնորհիվ, իսկ էլշուն պայմանավորված է բացառապես կոնտակտային պոտենցիալների տարբերությամբ: Էներգիայի պահպանման օրենքի հայտնագործումից հետո էլշուի համար առաջ քաշվեց քիմ տեսություն, որն իր վերջնական արտահայտությունը գտավ Վ. Նեռնստի աշխատանքներում: Ըստ Նեռնստի (1889), գալվանական էլեմենտի էներգիան պայմանավորված է քիմ. ռեակցիայի էներգիայով: Ցանկացած գալվանական շղթայի հիմքում ընկած է Օքսիդացման-վերականգնման ռեակցիա: Բացասական էլեկտրոդի վրա տեղի է ունենում օքսիդացում, իսկ դրականի վրա՝ վերականգնում. Zn Cu 2 Zn 2 Cu կամ Zn CuSO₄ ZnSO₄ Cu: Գալվանական էլեմենտի էլշուն պայմանավորված է կրկնակի էլեկտրական շերտով, որն առաջանում է, երբ մետաղի և էլեկտրոլիտի լուծույթի միջև ստեղծված հավասարակշռության պայմաններում մետաղի իոններն անցնում են լուծույթ կամ լուծույթի իոնները՝ մետաղ: Փորձնական ստուգումները չհաստատեցին Վոլտայի և Նեռնստի պատկերացումները: Գալվանական էլեմենտում էլեկտրական էներգիայի և էլշուի պարզաբանումը հնարավոր եղավ միայն XX դ. 30-40-ական թթ.՝ բավարար քանակի փորձնական տվյալների կուտակման և մետաղների ֆիզիկայի զարգացման շնորհիվ: Ըստ սովետական գիտնական Ա. Ֆրումկինի (1928), էլեմենտի էլշուի մեծությունը արտահայտվում է էլեկտրոդների սահմանում կոնտակտային պոտենցիալների տարբերությամբ և կրկնակի էլեկտրական շերտում՝ էլեկտրոդի և էլեկտրոլիտի լուծույթի սահմանում պոտենցիալի թռիչքի գումարով: Ըստ էության այս տեսությունը Վոլտայի և Նեռնստի պատկերացումների համադրումն է: Է-ի զարգացման համար կարևոր դեր խաղաց նաև էլեկտրաքիմիական կինետիկան, որն ուսումնասիրում է էլեկտրաքիմիական պրոցեսների արագությունն ու մեխանիզմը: Էլեկտրաքիմիական կինետիկան ընկած է մետաղների կոռոզիայի ժամանակակից տեսության հիմքում: Էլեկտրոլիզի հայտնաբերումը մեծ խթան եղավ Է-ի գործնական կիրառության համար: Ներկայումս ստեղծված է հզոր էլեկտրաքիմիական արդյունաբերություն, որը ներառում է ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզը, էլեկտրամետալուրգիան, գալվանատեխնիկան ևն: Առանց մետաղի անջատման էլեկտրոլիզով ստանում են H₂, О 2, ծանր ջուր, Cl 2, F 2, H₂02, KMnO₄, MnO₂, գերսուլֆատներ, քլորատներ, գերքլորատներ ևն, իսկ հալված աղերի էլեկտրոլիզով՝ մետաղներ: Է-ի հետ է կապված օրգ. նյութերի էլեկտրասինթեզը, որի օրինակներից է Կոլբեի էլեկտրաքիմիական սինթեզը: Այս եղանակով ներկայումս ստանում են ադիպինաթթվի և սեբացինաթթվի էսթերներ, ինչպես նաև սեբացինաթթվի երկամիդ, որը թանկարժեք նյութ է պլաստմասսաների ստացման համար: Օրգ. միացությունների էլեկտրաքիմիական սինթեզում հատուկ տեղ են գրավում էլեկտրահալոգենացման, մասնավորապես, էլեկտրաֆտորացման պրոցեսները: Էլեկտրաֆտոըացմամբ ստանում են ֆտորացված սպիրտներ, ֆտորկարբոնաթթուներ, ֆտորպիրիդին և ֆտոր պարունակող օրգ. այլ միացություններ: Էլեկտրաքիմիական սինթեզի եղանակը կիրառվում է նաև դեղանյութերի և վիտամինների ստացման ժամանակ միջանկյալ նյութեր սինթեզելու համար:

Գրկ. Герасимов Я.И. и др., Курс физической химии, т. 2, М., 1966: Киреев В. А., Курс физической химии, 3 изд., перераб. и доп., М., 1975.