電気化学と酸化還元反応の基礎

電気化学は、電位と化学変化の相互作用に焦点を当てた物理化学の一分野である。電気化学には、腐食、電気分解、電池、燃料電池、電気メッキ、アキュムレーターなどの方法と技術が含まれる。

電気化学には2つの重要な分野がある：

• 電気を利用して新しい化合物を生成する化学反応
• 電池のように電気を作る化学反応

大まかに言えば、電気化学は電気と化学反応の相互作用に注目している。電気化学反応で起こる化学反応は、酸化還元反応として知られる電子の一方から他方への移動を引き起こす。

酸化還元反応とは

電気化学において酸化還元反応とは、酸化と還元の化学反応である。酸化還元反応は、還元反応と酸化反応に分けられる。

酸化還元反応では、酸化と還元が同時に起こる。化学反応で還元される物質を酸化剤、酸化される物質を還元剤と呼ぶ。

この記事では、電気化学における酸化還元反応の基礎と、その主な応用について説明する。

酸化還元反応はどのように起こるのか？

電気化学における酸化還元反応とは、それに参加する2つの反応物の間で電子が移動する化学反応と定義される。この電子の移動は、反応種の酸化状態の変化を観察することによって定量化することができる。  

ある反応物の酸化状態を増加させながら電子を失うことを酸化という。ある反応物の酸化状態を減少させながら電子を増加させることを還元という。酸化還元反応において通常還元を受ける電子受容種は酸化剤と呼ばれる。電子供与種は還元剤と呼ばれる。

酸化還元反応のバランスをとる方法

酸化還元反応のバランスをとるには2つの方法があり、ひとつは酸化剤と還元剤の酸化数の変化を利用する方法である。もう一つの方法は、酸化還元反応を酸化と還元の二つの半反応に分ける方法である。

還元剤から酸化剤に移動する電子を試薬として認識する必要があるため、酸化還元のバランスをとることは重要である。方程式が正しく釣り合うように、還元剤から放出され、酸化剤に拾われる電子のレベルを記録しておくことが重要である。平衡方程式は、物質保存の法則に従うものとして重要である。この法則は、どのような閉じた系でも、物質の量は一定でなければならないと述べている。

電気化学における酸化還元反応の応用

酸化還元反応には多くの工業的・日常的用途があるが、そのひとつが直流電流の生成である。直流電流を生成するために通常使用される電池は、酸化還元反応を利用して電気エネルギーを生成する。

日常生活で使われる電池や電気化学セルも酸化還元反応に基づいている。その一例として、自動車の電気需要供給に使用される蓄電池があります。プラティパステックでは パターン電極 のみならず カスタムソリューション 酸化還元反応の場として利用できる。 

電気化学におけるシリコンウェーハの利用

シリコンウェーハは、電荷を運ぶ能力を高めるために設計することができ、電気化学における広範な用途で電極として機能することができます。シリコンウェーハの製造方法について詳しくお知りになりたい方は、以下をご覧ください。 金メッキ・シリコン・ウエハ そして 白金コート基板 電気化学で使用される, 今すぐPlatypus Technologyのチームまでご連絡ください。