Korosi Inhibisi

Reaksi Korosi melibatkan logam atau logam paduan dan sekitarnya fluida. Semua logam dan paduan yang rentan terhadap korosi oleh satu atau lebih secara alami tersedia atau buatan manusia cairan.
Reaksi-reaksi ini dapat menyebabkan hilangnya seragam dari logam dengan konsekuensi kehilangan kekuatan kohesif atau hanya perubahan yang tidak dapat diterima dalam penampilan, misalnya menodai emas atau perak. Ada kerugian lokal dapat melibatkan logam jauh lebih sedikit tetapi kekuatan yang mengarah ke bagian keseluruhan berkurang. Localized dicontohkan oleh korosi pitting atau korosi retak tegang .
Kontrol laju korosi dapat dipengaruhi dengan mengurangi kecenderungan dari logam untuk mengoksidasi , dengan mengurangi agresivitas medium, atau dengan mengisolasi logam dari fluida. Yang terakhir dapat dilakukan dengan pelapisan logam dengan milimeter lapisan tahan korosi non-tebal. Hal ini telah menggunakan tersebar luas, tetapi pengaruhnya mungkin tidak permanen karena istirahat dalam lapisan dari waktu ke waktu. Juga di beberapa lapisan sistem mungkin mengganggu proses yang peralatan digunakan karena mereka mungkin mengubah sifat perpindahan panas misalnya.
Dalam kasus di mana lapisan yang cukup tebal tidak dapat diterima, penggunaan inhibitor korosi datang ke dalam bermain. Zat kimia ini terus dimasukkan ke dalam cairan dengan tujuan setelah mereka pindah ke antarmuka cairan logam. Ada utuh inhibitor molekul menempel pada logam, atau bereaksi dengan permukaan untuk membentuk senyawa melekat tipis. Dalam kasus pertama mereka bertindak oleh adsorpsi (Toth, 2002). Dalam kedua kasus, film hanya satu untuk sedikit molekul tebal, yaitu nanometer ketebalan.
Beberapa bahan kimia anorganik (non-karbon) seperti chromates fungsi di kedua cara dan melakukannya dengan sangat baik. Namun mereka berbahaya bagi kesehatan manusia dan hewan dan tidak biasanya digunakan sekarang. inorganics lain seperti fosfat, borat, nitrat, dan silikat fungsi oleh reaksi untuk membentuk mikrometer film tebal. Mereka digunakan untuk beberapa logam di dekat netral ( pH ~ 7) larutan mengandung air , misalnya, dalam perawatan tanaman air.
Untuk sistem air banyak, untuk peralatan suhu tinggi, untuk produksi minyak mentah, dll organik (berbasis karbon) menemukan penggunaan bahan kimia lebih banyak. Bahan-bahan ini akan fungsi oleh adsorpsi. Di sini molekul organik, yang mengarahkan dirinya sesuai, menjadi melekat pada permukaan padat sering melalui kurang dari total reaksi antara molekul inhibitor dan permukaan yang solid. Lampiran ini tidak memerlukan total transfer elektron ke arah baik. Sebuah gaya coulumbic, misalnya ion - dipol atraksi, cukup untuk melampirkan molekul inhibitor ke permukaan padat. Hal ini pada gilirannya mengganggu akses dari entitas korosif ke permukaan.
Lapisan teradsorpsi dapat dibentuk di seluruh permukaan, baik di dalam lapisan tunggal atau sebagai multilayer atau campuran keduanya. Cakupan yang lebih lengkap lebih baik. Proses ini memiliki keuntungan sebagai molecularly tipis dan dengan demikian tidak terlalu mengganggu dalam konduksi panas misalnya.
Tapi ada masalah. Jumlah bahan yang diberikan terserap dari campuran tergantung pada perusahaan konsentrasi , temperatur, laju alir fluida, dan juga pada sifat adsorben yang, permukaan padat. Film ini harus dijaga utuh dengan terus menambahkan inhibitor untuk medium untuk menjaga konsentrasi inhibitor yang telah ditentukan. Konsentrasi terus umumnya lebih rendah dari yang digunakan pada awalnya, tetapi keduanya berada di mili - molar tingkat.

Elektrolisis

Elektrolisis adalah salah satu cara yang diakui untuk menghasilkan produk bahan kimia dari negara asal mereka. Misalnya, logam tembaga diproduksi oleh electrolyzing suatu larutan sulfat tembaga, yang disiapkan oleh leaching bijih bantalan tembaga dengan sulfat asam . Atau, kita dapat mempersiapkan gas klorin dan larutan natrium hidroksida oleh electrolyzing suatu larutan natrium klorida, yang ada di alam dalam bentuk padat sebagai batuan garam dan juga tersedia sebagai matahari atau vakum menguap garam. Larutan natrium klorida (garam dapur umum) sering disebut "air garam."
Produk utama adalah klorin elektrolisis, gas hidrogen, dan natrium hidroksida (biasa disebut "caustic soda" atau hanya "kaustik"). Namun, jika elektrolit dipertahankan pada pH sebesar 6,5 atau 10, satu dapat membentuk chlorate atau hipoklorit dari klorin electrogenerated dan kaustik. Ini adalah dasar untuk produksi elektrolitik dari chlorate natrium atau sodium hipoklorit (umumnya dikenal sebagai "pemutih").
Penggunaan Akhir Klorin dan natrium hidroksida
Klorin dan natrium hidroksida di antara sepuluh bahan kimia yang diproduksi di dunia dan terlibat dalam pembuatan berbagai macam produk yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Ini termasuk: farmasi, deterjen, deodoran, desinfektan, herbisida, pestisida, dan plastik.
Pengamatan pertama dari aplikasi mungkin untuk pemutih klorin adalah efeknya pada masalah sayuran. In 1774, Pada 1774, Carl Wilhelm menyelidiki reaktivitas-kuning kehijauan gas yang dihasilkan selama reaksi yang melibatkan oksidasi asam klorida oleh bijih mangan dioksida (pyrolusite). Pada 1785, Berthollet gagal mencoba menggunakan unsur klorin untuk pemutih tekstil untuk menggantikan solar pemutihan. Unsur klorin menyebabkan ketidaknyamanan kepada para pekerja, terkorosi bagian logam, dan kain-kain yang lembut. Penggunaan pertama klorin dalam bentuk kalium hipoklorit adalah untuk pemutih, dan tanggal kembali ke 1789. Itu adalah tahun 1808 yang ditandai Davy gas ini kehijauan-kuning sebagai unsur dan menamakannya "klorin."
Pengembangan pemutihan kimia dengan klorin dan penemuan kalsium hipoklorit sebagai pemutih bubuk Cara praktis transportasi khlor sangat penting. Teknologi ini memberikan dampak yang ditandai pada operasi pemutihan tekstil di Britania Raya dan Eropa, yang berada di tengah revolusi industri dengan produksi berkembang, dan karenanya, permintaan tekstil. Penemuan kekuatan alat tenun memberikan kemampuan untuk memproduksi tekstil dalam skala besar. Namun, pemutihan surya, dengan menyebarkan kain di padang terbuka selama berbulan-bulan, menjadi semakin mahal mengingat nilai tanah melonjak. Proses pemutihan klorin tidak hanya mempersingkat operasi dari bulan sampai beberapa hari, tapi juga dibebaskan area luas tanah untuk digunakan lebih produktif. Berdasarkan peningkatan efisiensi sangat pemutihan tekstil, industri pulp dan kertas juga mulai menggunakan bubuk pemutih. Antara 1756, dan 1932 penggunaan klorin dalam industri membuat pulp meningkat. Klor, dalam bentuk Hipoklorit, dihapus warna atau warna bahan yang memproduksi dari serat selulosa, tanpa degradasi berlebihan dari serat.
Penggunaan pertama klorin untuk desinfeksi tanggal kembali ke tahun 1823, ketika digunakan di rumah sakit. Air klorin bekerja di bangsal obstetri untuk mencegah demam nifas pada tahun 1826, dan fumigasi dengan klorin yang dipraktikkan selama epidemi kolera besar Eropa.. Menyusul penemuan bakteri yang bertanggung jawab untuk transmisi penyakit tertentu, beberapa peneliti mempelajari klorinasi baik limbah dan air minum pada tahun 1890 dalam upaya untuk menghancurkan bakteri ini. Pada 1912, penggunaan kaporit untuk pengolahan air sudah menjadi praktek umum. Ada penurunan yang signifikan dalam insiden penyakit yang ditularkan air, seperti tifus. Misalnya, dari Oktober sampai Desember 1909, 549 kasus "tifus musim dingin" dilaporkan di Montreal, Kanada. Setelah klorinasi air minum dimulai tahun 1910, hanya 170 kasus yang dilaporkan untuk periode 4-bulan yang sama. Jadi, hampir semua klorin diproduksi selama abad ke-19 yang dikonsumsi oleh kedua industri. Kilas balik yang penting untuk pertumbuhan industri khlor penggunaannya pada tahun 1912 untuk pemurnian air selama Niagara Falls epidemi tifus. Perlu dicatat bahwa bubuk pemutihan digunakan pada tahun 1897 untuk membersihkan listrik tercemar selama istirahat tipus di Inggris.

Fig. Gambar. 1. 1. Chlorine end uses. Klor akhir menggunakan.
Antara tahun 1920, dan 1940 beberapa aplikasi baru untuk klorin dikembangkan, misalnya, dalam pembuatan ethylene glycol, pelarut diklorinasi, klorida vinil, dan lain-lain. Perang Dunia II memicu pengembangan baru untuk menggunakan klorin untuk kebutuhan militer. Tren ini terus menghasilkan produk baru untuk penggunaan berikut perang sipil. Kemajuan dalam kimia organik sintetik dalam abad ke-19 telah mengakibatkan persiapan pengganti produk alami dan senyawa yang sama sekali baru dan berguna termasuk intermediet dan produk akhir. Klor, karena reaktivitas, sifat unik, dan harga yang rendah, digunakan di banyak ini, termasuk pelarut, farmasi dan pewarna. Pada 1795, dikloroetan diproduksi pada tahun 1831 dan kloroform disintesis. Pada tahun 1848, sifat anestesi kloroform yang diakui dan digunakan dalam praktek bedah.
Saat ini, penggunaan utama klorin dalam pulp dan kertas manufaktur untuk pemutih untuk menghasilkan kualitas tinggi memutih material dan dalam operasi pengolahan air sebagai disinfektan (Gambar 1). Lain menggunakan klorin termasuk produksi bahan kimia organik dan anorganik. Volume terbesar kimia organik manufaktur yang melibatkan klorin polivinil klorida (PVC). PVC adalah sangat serbaguna termoplastik, digunakan di berbagai produk sehari-hari. Penggunaan utama klorin dalam produksi bahan kimia anorganik adalah titanium dioksida (pigmen banyak digunakan), dibuat dari bijih alami (ilmenit atau rutil).

Fig. Gambar. 2. 2. Caustic soda end uses. caustic soda akhir menggunakan.
akhir Pemanfaatan kaustik (sodium hidroksida) yang beragam dibandingkan dengan menggunakan klorin (Gambar 2). Aplikasi utamanya berada di netralisasi reaksi dan membentuk anionik spesies seperti aluminat dan zincates. Dalam pembuatan bahan kimia organik, kaustik digunakan untuk netralisasi asam , pH control, gas menggosok off, dehydrochlorination, dan sebagai sumber natrium selama berbagai reaksi kimia. Sebagai contoh, digunakan dalam tahap dehydrochlorination produksi epoxy resin dan hidrolisis reaksi melibatkan epiklorohidrin dalam pembentukan gliserin, yang digunakan dalam, farmasi / minuman industri makanan dan tembakau

Sel

Mengapa logam perak dapat melapisi peralatan makan? Mengapa baterai dapat digunakan sebagai sumber arus?
Untuk melapisi peralatan makan dengan logam perak digunakan suatu sel yang dinamakan sel elektrokimia melalui proses penyepuhan. Begitu juga dengan baterai, di dalamnya terdapat suatu sel elektrokimia sehingga baterai dapat dijadikan sebagai sumber arus listrik.






Dalam sel elektrokimia berlangsung proses elektrokimia, yaitu suatu reaksi kimia menghasilkan arus listrik atau sebaliknya, arus listrik menyebabkan berlangsungnya reaksi kimia. Oleh karena itu, sel elektrokimia dapat digunakan secara luas dalam kehidupan sehari-hari (tidak hanya untuk penyepuhan logam dan baterai) misalnya pemurnian logam emas dan tembaga, penggunaan sel diafragma, serta accu.







Mengapa sel elektrokimia dapat menghasilkan arus listrik atau sebaliknya?
Dalam sel elektrokimia terdapat hubungan antara reaksi kimia dengan energi listrik. Akibatnya sel elektrokimia dapat menghasilkan arus listrik maupun sebaliknya.Reaksi yang terjadi dalam sel elektrokimia adalah reaksi reduksi dan reaksi oksidasi (reaksi redoks). Reaksi redoks dapat berlangsung jika dalam sel elektrokimia terdapat zat/larutan elektrolit yang dapat mernghantarkan arus listrik. Dalam sel elektrokimia, selain elektrolit juga membutuhkan tempat berlangsungnya reaksi yang dikenal sebagai elektroda. Elektroda dalam sel elektrokimia dibagi menjadi dua yaitu elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi disebut anoda dan elektroda tempat terjadinya reaksi reduksi disebut katoda.










Ada berapa macamkah sel elektrokimia itu? Bagaimanakah reaksi yang terjadi di dalamnya? Adakah perbedaan antara sel elektrokimia satu dengan lainnya?
Berdasarkan keberlangsungan reaksi sel elektrokimia dibagi menjadi dua yaitu sel volta dan sel elektrolisis. Pada sel volta yang sedang digunakan, berlangsung suatu reaksi kimia yang menghasilkan arus/energi listrik. Sedangkan penggunaan energi listrik untuk melangsungkan reaksi kimia disebut sel elektrolisis. Perbedaan Pokok antara Sel Volta dan Sel Elektrolisis adalah sebagai berikut:
Sel Volta, terjadi pada reaksi redoks yang bersifat spontan (bereaksi dengan sendirinya) dan menghasilkan arus listrik. Dalam reaksi sel, perbedaan energi potensial kimia antara reaktan yang lebih tinggi energinya dan produk yang lebih rendah energinya menghasilkan arus listrik. Dengan kata lain sistem bekerja pada lingkungan . Katoda merupakan kutub positif dan anoda kutub negatif. Jadi dalam sel Volta energi kimia diubah menjadi energi listrik.
Elektrolisis, terjadi pada reaksi redoks yang tidak spontan, sehingga untuk melakukan reaksi diperlukan energi. Energi yang diperlukan dalam sel elektrolisis adalah energi listrik dengan arus searah. Untuk berlangsungnya proses elektrolisis diperlukan adanya elektroda, larutan elektrolit, dan sumber arus listrik searah. Dalam sel elektrolisis katoda dihubungkan dengan kutub (-), dan anoda dihubungkan dengan kutub (+) sumber arus. Apabila arus listrik dialirkan ke dalam elektrolit, maka kation akan mengalami reduksi dengan menangkap elektron dan anion akan mengalami oksidasi dengan melepas elektron. Untuk memudahkan kalian dalam memahami perbedaan dan persamaan antara sel volta dan sel elektrolisis, perhatikan gambar 3 berikut!






A B
Gambar 3 Skema perbedaan pokok rangkaian sel Volta dengan sel elektrolisis
Keterangan : Rangkaian (A) komponen penyusunnya terdiri dari 2 buah elektroda yaitu katoda (+) dan anoda (-), larutan elektrolit, jembatan garam (KNO3, KCl, K2SO4, atau NaCl), kawat penghantar dan penunjuk arus (Voltmeter, amperemeter, multimeter, atau bola lampu yang mempunyai arus kecil).
Rangkaian (B) komponen penyusunnya terdiri dari 2 buah elektroda yaitu katoda (-) dan anoda (+), larutan elektrolit, kawat penghantar dan sumber arus searah (energi listrik, dinamo, baterai atau aki).

Berdasarkan Gambar 3 kedua rangkaian sel elektrokimia ini memiliki beberapa persamaan yaitu:
 Pada sel elektrokimia baik sel Volta maupun sel elektrolisis digunakan elektrode, yaitu katode, anode, dan larutan elektrolit
 Reaksi yang terjadi pada kedua sel tersebut adalah reaksi redoks. Pada katode terjadi reduksi dan pada anode terjadi oksidasi.











B. Sel volta

Bagaimanakah prinsip kerja sel volta sehingga dapat menghasilkan energi listrik?
Sel volta merupakan sel elektrokimia yang berlangsung spontan dengan menghasilkan energi listrik. Dalam sel volta, energi listrik dihasilkan dengan jalan pelepasan elektron pada suatu elektroda (oksidasi) dan penerimaan elektron pada elektroda lainnya (reduksi). Elektroda yang melepaskan elektron akan membentuk kutub negatif (-) dinamakan anoda, sedangkan elektroda yang menerima elektron akan membentuk kutub positif (+) dinamakan katoda. Jadi, sebuah sel volta terdiri dari dua bagian atau dua elektroda dimana setengah reaksi oksidasi berlangsung pada anoda dan setengah reaksi berlangsung pada katoda.
Misalkan logam Zn dan Cu dicelupkan ke dalam larutan elektrolit CuSO4 dan kemudian keduanya dihubungkan dengan kawat membentuk rangkaian sel volta sederhana. Apa yang akan terjadi?

Elektroanalisis

Luigi Galvani mempelajari elektrokimia dimulai pada pertengahan 1780-an. Telah banyak yang didapat dan hal yang dicapai dengan kaki katak 'dan dua logam yang berbeda (Gambar 1). Setelah percobaan hari itu, hidangan gourmet adalah mudah disiapkan. Galvani kerja ini umumnya dianggap sebagai awal elektrofisiologi. Sekarang luas dihargai bahwa biologi memiliki komponen elektrokimia yang kuat. Sel membran yang " dibebankan "dan sistem saraf dalam diri kita semua terdiri dari rangkaian aktivitas listrik sepanjang tercatat sel yang disebut neuron (merupakan " kawat " dan " konektor "dari cacing sederhana atau siput sampai ke manusia). Anda dapat melihat kemiripan antara sel-sel saraf dan kabel listrik yang kompleks pada Gambar 2.


Fig. Gambar. 2. 2. Neurons are electrochemical networks. Neuron adalah jaringan elektrokimia.
Pada akhir 1790-an, Alessandro Volta menyingkirkan katak, dan menggunakan sumber-sumber lainnya air garam. "Tumpukan" elektrokimia dibuat benar-benar tinggal landas. Dia memperkenalkan apa yang sekarang kita anggap sebagai suatu baterai . Ini artikel tentang Volta dalam Ensiklopedi ini jelas menunjukkan mengapa "tumpukan" digunakan untuk menggambarkan inovasi ini. Jargon bukan hal baru bagi ilmu pengetahuan. Baterai "Istilah" diperkenalkan oleh Benjamin Franklin, yang juga didefinisikan konteks listrik untuk plus dan minus, positif atau negatif, dan konduktor Nicholson dan Carlisle digunakan's tumpukan Volta (1800) untuk menunjukkan dekomposisi elektrolisis air menjadi hidrogen dan gas oksigen . Humphrey Davy kemudian (sekitar 1807) yang digunakan untuk melakukan elektrokimia pada garam cair dan dengan demikian mengisolasi logam alkali dan tanah alkali pada mereka unsur bentuk. Tahun 1834, Faraday telah berhasil dengan cukup baik melakukan percobaan dan menemukan hal yang bermanfaat, dan berikutnya kami telah mencoba untuk memerinci kelanjutan percobaan Faraday itu..
Profesi kimia dapat dibagi ke dalam kategori berdasarkan membuat sesuatu terjadi dan menggambarkan apa yang terjadi.. Contoh yang pertama akan mencakup membuat plastik, pelumas, obat, cat, paduan, ledakan. Contoh terakhir termasuk berapa banyak, apa konsentrasi , seberapa cepat, berapa panas, apa tekanan, apa energi . Pertanyaan-pertanyaan ini menunjukkan jawaban numerik yang kita sebut data. Memperoleh data tentang hal-hal kimia merupakan fokus dari kimia analitik, seperti mendapatkan data tentang perusahaan adalah tugas seorang analis Wall Street. Bagusnya data dikatakan sebagai valid dan auditable. Jika tidak demikian ia adalah data yang buruk.
Jika kita mempelajari kimia dalam liputan yang sempit ke yang lebih spesifik (tapi masih sangat luas) pada bidang elektrokimia, kita bisa melihat pada contoh-contoh membuat sesuatu berikut ini:
• mengisolasi bromin dari air laut,
• memproduksi aluminium dari bauksit ,
• pembangkit listrik dengan fuel cell atau baterai ,
• korosi pipa, mobil, atau jembatan,
• menggunakan sambungan pn dalam semikonduktor ,
• menyiapkan panel layar datar komputer.
Kita bisa menggambarkan apa yang terjadi, dengan menjawab pertanyaan berikut ini:
• Berapa banyak glukosa dalam setetes darah ?
• Seberapa cepat logam teroksidasi ?
• Apa yang dimaksud dengan keasaman (pH) suatu larutan?
• Berapa potensial listrik yang dibutuhkan untuk mengkonversi satu kimia menjadi lain?
Menjawab pertanyaan-pertanyaan seperti ini merupakan provinsi kimia elektroanalitik. Mereka menyiratkan kebutuhan akan alat ukur atau instrumen elektrokimia.
Dari perspektif kimia analitik, fitur terbaik dari elektrokimia adalah konversi langsung dari informasi kimia menjadi sebuah sinyal listrik. Tidak perlu untuk magnet, bola lampu, laser, atau pompa vakum. Perlu diingat bahwa semua materi adalah listrik, semua atom dalam molekul memiliki elektron. Jika kita bisa ambil elektron ini, energi mereka dapat memberitahu kita apa yang kita akan mencari dan jumlah mereka dapat memberitahu kita berapa banyak yang hadir dalam sampel sedang diuji. Kebanyakan instrumen kimia analitis menggunakan cahaya atau magnet. Cahaya adalah yang paling mudah untuk memahami untuk aplikasi ini. Dengan hanya melihat segelas jus buah, kita bisa mendapatkan ide yang baik dari buah apa yang digunakan (kuning untuk jus apel, merah untuk jus cranberry) dan berapa banyak yang hadir (warna gelap menunjukkan konsentrasi lebih besar). Kami menggunakan mata, namun semua ini dapat dilakukan lebih tepat dan secara otomatis menggunakan instrumen yang disebut spektrofotometer digabungkan ke komputer kecil. Sebuah bola lampu justru dikendalikan menggantikan sinar matahari dan detektor solid state menggantikan mata manusia.
Lihatlah Gambar 3.
Untuk elektrokimia analitis, hal ini dapat disederhanakan seperti pada Gambar 4, dimana tidak ada sumber cahaya, dan daya yang memenuhi persyaratan dapat sebagai sesuatu yang sederhana seperti baterai telepon selular. Karena elektrokimia bergantung pada fenomena permukaan, bukan panjang lintasan optik, volume sampel bisa sangat kecil.

Elektrokimia

Elektrokimia adalah cabang kimia yang berhubungan dengan reaksi kimia yang melibatkan arus listrik dan potensi . Beberapa reaksi kimia yang berjalan secara spontan dapat menghasilkan arus listrik, yang dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan yang berguna, sedangkan reaksi kimia lainnya dapat dipaksa untuk diolah dengan menggunakan arus listrik. Meskipun semua ini mungkin terdengar agak esoterik, perangkat praktis berdasarkan reaksi-reaksi, dan banyak produk yang dibuat oleh reaksi-reaksi ini dikenal, dalam perangkat rumah tangga sehari-hari.
Contoh elektrokimia dalam Kehidupan Sehari-hari
Yang dikenal sehari-hari perangkat elektrokimia terbaik mungkin adalah baterai . Misalnya adalah baterai yang Anda gunakan dalam senter Anda, kamera digital, ia adalah sel elektrokimia .Baterai ini dibuat dengan bahan kimia tertentu di dalamnya, yang saling bereaksi satu dengan yang lain dan menghasilkan sebuah arus listrik segera setelah Anda menutup saklar. Setelah bahan kimia dalam sel semua habis, sel tersebut dibuang dan sel baru telah diinstal pada perangkat. Sebuah versi yang lebih canggih dari baterai dapat digunakan lagi setelah pengisian dengan listrik. Contoh baterai yang bisa diisi ulang adalah aki sebagai starter di mobil Anda yang telah ada selama lebih dari seratus tahun. Semua perangkat elektronik portabel (komputer laptop, handphone, dll) menggunakan baterai yang dapat diisi ulang . Beberapa baterai dapat digunakan kembali lebih dari seribu kali sebelum baterai itu harus diganti karena usia tua mereka.
Beberapa dari baterai yang digunakan dalam "hari ini mobil hybrid" dalam hubungannya dengan mesin bensin. Mereka juga menjadi calon sumber daya di dalam mobil yang penuh listrik, begitu berat baterai dan harga mereka bisa lebih jauh berkurang.
Dalam versi lain dari mobil listrik, daya akan diberikan oleh sel bahan bakar . Sel bahan bakar yang agak seperti baterai memiliki jumlah terbatas senyawa kimia yang dibentuk untuk dapat terus disuplai oleh bahan bakar. Sebuah mobil sel bahan bakar akan kadang-kadang diisi oleh bahan bakar, seperti mobil bensin hari ini-mesin. Bahan bakar kemungkinan besar akan hidrogen, tetapi penelitian yang dilakukan untuk menggunakan bahan bakar seperti bensin. Yang paling mungkin paling awal, aplikasi komersial praktis dari sel bahan bakar akan sumber daya untuk perangkat elektronik portabel, komputer lap-top, sel-telepon, dll Sel-sel bahan bakar akan digunakan sebagai bahan bakar alkohol, maka, bukan kadang-kadang pengisian perangkat dari sumber listrik, satu hanya perlu memasukkan cartridge bahan bakar baru. Kesulitan utama dengan sel bahan bakar adalah harga mereka.. Jika tidak, sel bahan bakar teknis yang handal dan baik-kerja telah tersedia selama beberapa dekade: program ruang angkasa AS telah menggunakan mereka secara rutin, sejak program Apollo. Tentu saja, harga spasi kapsul bukan pertimbangan utama, tapi kehandalan.
Banyak produk kimia sehari-hari dalam rumah tangga yang terhubung ke elektrokimia. "Bleach" terbuat dari produk-produk dari elektrolisis air garam ("klorin" dan "soda kaustik"), atau dapat dilakukan secara langsung dengan sel elektrokimia. Jika Anda memiliki kolam renang, Anda mungkin memiliki perangkat kecil untuk memproduksi secara lokal dalam jumlah kecil atau pemutih klorin, yang Anda butuhkan untuk memperlakukan air kolam Anda. Air minum Anda mungkin diobati dengan klorin, mungkin diproduksi di tempat oleh sel elektrokimia kecil atau dibeli dari perusahaan memproduksi dengan elektrolisis air garam. Klorin juga merupakan bahan dasar di banyak plastik, seperti PVC, digunakan di banyak rumah untuk perpipaan.
Banyak agen-agen pembersih, deterjen, sabun dibuat dengan soda "kostik" yang juga dihasilkan dalam air garam-sel elektrolisis. Semua kertas yang Anda gunakan dihasilkan dengan jumlah besar soda kaustik, dan itu mungkin diperlakukan oleh klorin untuk pemutih itu. Soda kaustik juga digunakan dalam penyusunan produk makanan banyak.
Segala sesuatu di sekitar anda yang terbuat dari aluminium dibuat oleh proses elektrokimia, yang praktis dan ekonomis-satunya cara untuk menghasilkan logam aluminium dari bijih. Banyak logam lainnya yang umum digunakan dapat dihasilkan dari bijih atau olahan (disucikan) oleh proses elektrokimia . Beberapa di antaranya adalah: tembaga, seng, perak, timah, dan banyak lagi. Logam artikel sering dilindungi dari korosi dengan lapisan mereka dengan logam tahan korosi lebih. Lebih sering daripada tidak, ini dilaksanakan oleh electroplating , plating chrome adalah contoh yang baik. Dekorasi pelapis juga diterapkan elektrokimia, peralatan dan perhiasan sering perak atau emas berlapis untuk memperbaiki penampilan. Kadang-kadang bagian seluruh perhiasan dibuat oleh elektrodeposisi proses yang disebut electroforming .
Lain pemakaian sehari-hari perangkat elektrokimia adalah dalam analisis kimia. Di laboratorium, teknik elektrokimia secara luas digunakan. Tetapi bahkan dalam kehidupan sehari-hari ada aplikasi elektrokimia. Sebagai contoh, sensor glukosa digunakan oleh penderita diabetes sering perangkat elektrokimia.
Di atas adalah gambaran singkat dan sepintas dari berbagai aspek kehidupan sehari-hari berhubungan dengan elektrokimia. Tapi bagaimana elektrokimia ini berbeda dari kimia secara umum? Apakah hubungan antara listrik dan kimia?
Isu sentral dalam elektrokimia
Reraksi elektrokimia adalah reaksi oksidasi reduksi selalu / dilakukan di bawah keadaan khusus. Oksidasi (setidaknya dalam bentuk sederhana) adalah jenis reaksi yang sangat terkenal. Kebanyakan orang akan segera memikirkan pembentukan karat, reaksi dari besi dengan oksigen dari udara untuk menghasilkan oksida besi, karat. Tapi kimia mendefinisikan oksidasi dengan cara yang jauh lebih umum, reaksi dengan gas oksigen adalah salah satu contoh dari oksidasi.
Atom dan molekul terdiri dari sebuah inti berat dengan elektron berputar-putar di sekitarnya. Definisi umum "oksidasi / reduksi" adalah sumbangan elektron oleh satu molekul atau atom lain. Spesies yang menyumbangkan elektron dikatakan "teroksidasi", dan spesies menerima elektron dikatakan "mengurangi". Oksidasi dan reduksi selalu terjadi bersama-sama, oksidasi selalu disertai oleh sesuatu yang berkurang, dan pengurangan selalu disertai oleh sesuatu yang teroksidasi. Elektron bisa berpindah dari suatu tempat ke tempat. Elektron-elektron ini adalah elektron yang sama yang membawa arus listrik pada rangkaian rumah tangga atau perangkat elektronik. Dalam kondisi normal, gerakan elektron antara atom-atom atau molekul tidak dapat digunakan untuk melaksanakan pekerjaan yang berguna, gerakan elektron yang terjadi dalam jarak sangat pendek, bisa dianggap sebagai “arus internal”. But, if the two parts of the reaction, the oxidation and the reduction, are separated by a large (atomically speaking) distance, and the two reaction sites are connected by a wire for the electrons to travel, now this “external current” can be used to carry out useful work, light a light bulb or run a motor. Tapi, jika dua bagian dari reaksi, oksidasi dan reduksi, dipisahkan oleh jarak (secara atomik) besar, dan kedua situs reaksi yang dihubungkan oleh sebuah kawat untuk elektron untuk berpindah, dinamalkan dengan " arus eksternal" dapat digunakan untuk melaksanakan pekerjaan yang bermanfaat, cahaya bola lampu atau menjalankan motor.
Salah satu contoh yang paling sederhana adalah oksidasi hidrogen dengan oksigen untuk menghasilkan air. Hal ini juga diketahui bahwa gas hidrogen mudah meledak jika dicampur dengan udara, campuran tidak stabil, semua yang dibutuhkan adalah percikan atau nyala api kecil untuk memulai reaksi, yang dari hasil secara spontan (dan eksplosif) untuk menghasilkan uap air. Dalam reaksi ini, elektron bergerak dari hidrogen ke oksigen, tapi "arus listrik" ini tidak berguna sehingga sangat disayangkan. Tapi ini adalah reaksi yang sama bahwa dalam sebuah "hidrogen-oksigen" sel bahan bakar dapat menghasilkan arus yang berguna (misalnya untuk menggerakkan sebuah mobil di masa mendatang).

Fig. Gambar. 1. 1. Prinsip operasi sel bahan bakar. (Disalin dari artikel tentang sel bahan bakar oksida padat .)

Seperti diilustrasikan dalam Gambar 1, hidrogen dan gas oksigen tidak diizinkan untuk mencampur dalam sel bahan bakar, mereka makan untuk dua struktur logam yang terpisah (yang elektroda sel bahan bakar) di mana mereka dapat menyumbangkan atau menerima elektron (hidrogen yang teroksidasi menyumbangkan elektron, sementara oksigen berkurang menerima elektron). Elektron kemudian berpindah dari satu elektroda ke yang lainnya melalui sebuah kabel eksternal, dan menghasilkan sebuah arus listrik yang bermanfaat. Pada elektroda perubahan permukaan arus dari elektronik untuk ion . Dalam sel bahan bakar, arus dilakukan dari satu elektroda ke yang lainnya melalui hanya ionically melakukan elektrolit (konduksi elektronik apapun secara internal akan pendek rangkaian sel bahan bakar). Ini pemisahan spasial dan bagian oksidasi reduksi oksidasi keseluruhan / reaksi reduksi adalah fitur penting dari elektrokimia. Elektron-elektron, bukan hanya berpindah dari satu atom atau molekul ke yang lain, tetapi dipaksa untuk bergerak melalui sebuah kabel eksternal, dan arus listrik yang dihasilkan tersedia untuk keperluan praktis dapat. Hal ini tentu saja lain, rincian yang terlibat, seperti yang akan disebutkan di bawah ini, tapi inti dari elektrokimia adalah pemisahan spasial bagian oksidasi (sumbangan elektron ke elektroda) dan bagian pengurangan (penerimaan elektron dari elektroda) reaksi secara keseluruhan. Reaksi sel bahan bakar ini adalah contoh yang baik dari satu jenis reaksi elektrokimia: reaksi kimia spontan menghasilkan listrik. Hidrogen dan oksigen yang sangat reaktif terhadap satu sama lain, mereka ingin bereaksi dan akan mengambil setiap kesempatan untuk melakukannya. Akibatnya, ketika mereka terpisah dan tidak dapat langsung bereaksi, mereka akan melakukannya jika elektroda yang tepat disediakan di mana mereka dapat menyumbangkan / menerima elektron dan gaya eksternal saat ini digunakan. Dalam jenis sel elektrokimia , reaksi kimia digunakan untuk menghasilkan energi listrik