برق‌کافت

نخستین فعالیت‌های مربوط به حوزه الکتروشیمی را سر هامفری دیوی اجرا نمود. او با گذراندن جریان الکتریکی از میان محلول‌های آبکی، توانست واکنش‌های شیمیایی انجام دهد و شش عنصر جدید را از این طریق کشف کرد. بعدها شاگرد وی، به نام مایکل فارادی به فعالیت‌های کمّی در این حوزه پرداخت و توانست بین مقدار بار الکتریکی و مقدار ماده ارتباط پیدا کند (بخش بعدی را ملاحظه فرمایید).

• ۱۸۰۰ - ویلیام نیکولسون و یوهان ریتر، آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه کردند.
• ۱۸۰۷ - سر هامفری دیوی پتاسیم پرمنگنات را کشف کرد.

فارادی بین شدت جریان الکتریکی و زمان واکنش برق‌کافت و همین‌طور مقدار ماده ای که توسط برق‌کافت تجزیه یا تولید می‌شود؛ ارتباط خطی مشاهده کرد. به این معنی که اگر زمان واکنش را ثابت نگه می‌داشت ولی شدت جریان را دو برابر می‌کرد؛ مقدار ماده‌ای که در اثر برق‌کافت تجزیه می‌شد نیز دو برابر می‌گشت. از طرفی اگر با شدت جریان ثابت، زمان واکنش برق‌کافت را دو یا سه برابر می‌کرد؛ مقدار ماده‌ای که وارد واکنش می‌شد نیز، دو یا سه برابر می‌گردید. بدین ترتیب فارادی متوجه شد بین مقدار ماده و مقدار بار الکتریکی یک ارتباط به شکل مستقیم و خطی وجود دارد. همین نتیجه‌گیری، توجه فیزیک‌دانان را به ساختار ماده معطوف کرد و مقدمه‌ای برای کشف الکترون شد.

امروز می‌دانیم که طی فرایند برق‌کافت، مبادلهٔ الکترون رخ می‌دهد. یعنی در سطح الکترود منفی (کاتد) گونه‌های شیمیایی الکترون به دست می‌آورند و بر سطح الکترود مثبت (آند) گونه‌های شیمیایی الکترون از دست می‌دهند و این جریان الکترون از بیرون محلول و از طریق مدار الکتریکی بین دو الکترود برقرار می‌گردد. به فرایند صورت گرفته در کاتد «کاهش» یا «احیا» و به فرایند رخ‌داده در آند افزایش یا «اکسایش» گفته می‌شود.

Principles of General Chemistry; M. S. Silberberg; 2nd Edition; Chapters 2 & 21