Прикладна електрохімія

Електрохімія має багато практичних застосувань. За допомогою первинних гальванічних елементів (елементів одноразової дії), з'єднаних в батареї, перетворять хімічну енергію в електричну. Вторинні джерела струму - акумулятори - запасають електричну енергію. Паливні елементи - первинні джерела струму, які генерують електрику завдяки безперервній подачі реагуючих речовин (наприклад, водню і кисню). Ці принципи лежать в основі портативних джерел струму і акумуляторів, що застосовуються на космічних станціях, в електромобілях і електронних приладах.

На електрохімічному синтезі засновано великотоннажне виробництво багатьох речовин. При електролізі розсолу в хлорщелочном процесі утворюються хлор і луг, які потім застосовуються для отримання органічних сполук і полімерів, а також у целюлозно-паперовій промисловості. Продуктами електролізу є такі сполуки, як хлорат натрію, персульфат, перманганат натрію; електроекстракціей отримують важливі в промисловому відношенні метали: алюміній, магній, літій, натрій і титан. В якості електролітів краще використовувати розплави солей, оскільки в цьому випадку, на відміну від водних розчинів, відновлення металів не ускладнюється виділенням водню. Електролізом в розплаві солі отримують фтор. Електрохімічні процеси є основною для синтезу деяких органічних сполук, наприклад, гідродімерізаціей акрилонітрилу отримують адіпонітріл (напівпродукт в синтезі найлона).

Широко практикується нанесення на різні предмети гальванічних покриттів зі срібла, золота, хрому, латуні, бронзи та інших металів і сплавів з метою захисту виробів із сталі від корозії, в декоративних цілях, для виготовлення електричних роз'ємів і друкованих плат в електронній промисловості. Електрохімічні методи використовуються для високоточної розмірної обробки заготовок з металів і сплавів, особливо таких, які не вдається обробляти звичайними механічними способами, а також для виготовлення деталей складного профілю. При анодування поверхні таких металів, як алюміній і титан, утворюються захисні оксидні плівки. Такі плівки створюють на поверхні заготовок з алюмінію, танталу і ніобію при виготовленні електролітичних конденсаторів, а іноді в декоративних цілях.

Крім того, на електрохімічних методах часто базуються дослідження корозійних процесів і підбір матеріалів, що уповільнюють ці процеси. Корозію металевих конструкцій можна запобігти за допомогою катодного захисту, для чого зовнішнє джерело під'єднують до захищається конструкції та аноду і підтримують такий потенціал конструкції, при якому її окислення виключається. Досліджуються можливості практичного застосування інших електрохімічних процесів. Так, для очищення води можна використовувати електроліз. Дуже перспективний напрямок - перетворення сонячної енергії за допомогою фотохімічних методів. Розробляються електрохімічні монітори, принцип дії яких заснований на електрохемілюмінесценціі.

Електрохімічні методи аналізу (електроаналіз), в основі яких лежать електрохімічні процеси, займають гідне місце серед методів контролю стану навколишнього середовища, тому що здатні забезпечити визначення величезного числа як неорганічних, так і органічних екологічно небезпечних речовин. Для них характерні висока чутливість і селективність, швидкість відгуку на зміну складу аналізованого об'єкта, легкість автоматизації та можливість дистанційного управління. І нарешті, вони не вимагають дорогого аналітичного устаткування і можуть застосовуватися в лабораторних, виробничих і польових умовах. Безпосереднє відношення до розглянутої проблеми мають три електроаналітіческіх методу: вольтамперометрия, кулонометрия і потенціометрія.