Usuari:Mcapdevila/Història de l'electroquímica
La Història de la electroquímica , com una branca de la fisicoquímica va travessar per diversos canvis fins a la seva evolució des dels primers imants en els segles xvi i xvii, a teories més desenvolupades involucrant les càrregues elèctriques, conductivitat i modelatge matemàtic en el segle XIX on el fenomen de electroquímica per si mateix es va entendre millor. En dècades recents la electroquímica s'ha convertit en una àrea de contínua recerca, incloent bateries generades per llum solar, mètodes de passivació i protecció de metalls, així com tècniques biològiques tan sofisticades com l'electroforesi.
Naixement en el Renaixement i la il·lustració
[modifica]És molt difícil conèixer el naixement de l'electroquímica, ja que hi ha evidències que indiquen, l'existència de bateries i acumuladors d'energia elèctrica, des de l'antiguitat. Estudis realitzats en els anys 1930 van demostrar l'existència de bateries en el Imperi Part, que probablement van ser utilitzades per a la electrodeposició o galvanitzat de peces metàl·liques. Tanmateix, no consta que les persones que utilitzaven aquests objectes que daten del segle iii dC coneguts com les bateries de Bagdad mai s'empraren raonaments científics o teories que puguin explicar o entendre el fenomen que aprofitaven per als seus fins, de manera que no es pot parlar de electroquímica.
Els antecedents molt importants en el desenvolupament de la teoria elèctrica van començar al segle xvi, amb els treballs del científic anglès William Gilbert, que va emprar 17 anys a experimentar amb el magnetisme i l'electricitat . Donat a la seva feina amb el magnetisme, Gilbert va arribar a conèixer com el "Pare del magnetisme" . Gilbert va arribar a descobrir diversos mètodes per produir imants i fer-los més potents.
el 1663, el físic alemany Otto von Guericke va crear el primer generador elèctric, que produïa electricitat estàtica generant fricció a la màquina. Aquest generador va emprar una esfera de sofre encapsulada concèntricament en una altra esfera de vidre, muntada al seu torn en un eix. L'esfera era Rotat emprant una palanca per produir electricitat estàtica en forma d'espurna, on una superfície de cautxú o goma, tocava l'esfera en ser Rotat.
Per a mitjans de 1700, el químic francès Charles François de Cisternay du Fay anunciar que l'electricitat consistia de dos fluids: un vitreoso (del llatí per dir vidre), o positiu, i un resinós, per expressar negatiu. Aquesta teoria dels dos fluids per a l'electricitat, es va oposar a la proposta per Benjamin Franklin (teoria d'un sol fluid).
Amb la introducció de les idees de Charles-Augustin de Coulomb sobre la atracció electrostàtica el 1781 i els estudis de Joseph Priestly a anglaterra, es va aconseguir pavimentar el camí per al naixement científic de l'electroquímica.
En l'ambient convulsionat de la il·lustració de finals del segle xviii, l'anatomista i metge italià Luigi Galvani va marcar el naixement de l'electroquímica de manera científica en descobrir el fenomen que passava, en passar electricitat per les cuixes de granota i novament en tocar ambdós extrems dels nervis emprant el mateix escalpel descarregat. Aquestes observacions les va publicar en el seu assaig "De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius" (de l'Llatí per, Comentari sobre l'efecte de l'electricitat en el moviment muscular ). És d'aquesta manera que el 1791 va proposar l'existència d'una substància "nervi-elèctrica" existent en tota forma de vida.
Galvani va pensar que aquesta nova força vital, era una nova forma de generació d'electricitat natural, a més de les ja conegudes per l'home com l'existent en els trons i llamps o en alguns animals com la anguila elèctrica o les ratlles elèctriques.
Els col·legues de Galvani acceptaven amb beneplàcit les seves idees. No obstant això un contemporani i compatriota, Alessandro Volta va rebutjar rotundament la idea d'un fluid animal que pogués generar electricitat. Volta va adduir que les cuixes de granota respondre a la motilitat causa de les diferències pròpies del reveniment metàl·lic de l'escalpel que faig servir Galvani, a més de la composició i rosor. Galvani va refutar les crítiques de Volta obtenint la mateixa acció muscular amb dues peces del mateix material.
Avenços en la revolució industrial
[modifica]
El 1800, els químics anglesos William Nicholson i Johann Wilhelm Ritter van aconseguir tenir èxit en aconseguir descompondre l'aigua en hidrogen i oxigen mitjançant la electròlisi. No molt després, Ritter va descobrir el procés de la galvanoplàstia.
Ritter va observar que la quantitat de metall dipositat i hidrogen produït durant el procés electrolític depèn de la distància entre els elèctrodes. Per 1801, Ritter va observar que el fenomen de la termoelectricitat i anticipar el camí per al descobriment del fenomen per Thomas Johann Seebeck.
Els experiments van continuar per la resta de les primeres dècades d'inicis del segle xix, el 1810 el William Hyde Wollaston va aconseguir millorar la pila de Volta. El treball de Humphry Davy amb l'electròlisi va aconseguir establir en aquesta mateixa dècada que la producció d'electricitat en cel electroquímiques resultava de la reacció química en combinació amb substàncies de càrregues oposades. Aquest treball li va permetre aïllar el sodi i potassi a partir dels seus sals com la halita i la silvita i altres compostos de metalls alcalinoterri s.
Els avenços en el camp de l'electromagnetisme no es van fer esperar i per 1820 Hans Christian Ørsted va descobrir l'efecte de l'electromagnetisme del corrent que va ser reconegut com un dels avenços més importants en l'àmbit de l'electricitat en la seva època. Més tard André-Marie Ampère va repetir l'experiment de Ørsted i va aconseguir formular matemàticament.
Gairebé en finalitzar la dècada es van sumar més científics que van aconseguir desenvolupar diversos aportacions a la teoria de l'electricitat com a suport matemàtic per l'electroquímica, entre ells Georg Ohm i la llei que porta el seu nom el 1827.
Això va aconseguir concretar la base perquè el 1832 Michael Faraday pogués reproduir els experiments de Nicholson, Ritter, Davy i Seebeck i pogués establir les dues lleis més importants de la electròlisi (vegeu llei de Faraday). El 1836 John Daniell va inventar la primera cel electroquímica on no es feia necessària la intervenció de l'hidrogen (tal com succeïa en la bateria de Volta per emprar HCl), la qual cosa va donar com a naixement a la bateria de zinc i coure.
Les cel les de combustible també van veure la llum en aquesta mateixa època, quan William Grove va produir la primera el 1839.
El desenvolupament més important en electroquímica succeir gairebé 30 anys després quan el 1866 Georges Leclanché patentar una pila que feia servir carbó i era menys voluminosa que les seves predecessores. La seva invenció es va convertir en l'antecedent per al naixement de la pila més usada en la història, la pila de zinc-carboni.
El 1886, Paul Héroult i Charles M. Hall van aconseguir desenvolupar un mètode molt important per obtenir alumini metàl·lic emprant els mètodes usats per Michael Faraday. Procés que s'usa en l'actualitat per obtenir l'alumini de la bauxita o del corindó. (Vegeu procés Hall-Héroult).
En finalitzar el segle xix, científics prominents van aconseguir establir noves teories gràcies a les aportacions de l'electroquímica, Svante August Arrhenius enunciar la seva llei de dissociació electrolítica mitjançant una tècnica de conductivitat. Publicada el 1884 com Recherches sur la conductibilité galvanique des Electrolyte (Investigacions de la conductivitat galvànica en els electròlits). Aquesta investigació va demostrar que els electròlits dissolts en aigua es dissocien en espècies elèctricament diferents i migren a cada elèctrode. Més tard, el 1894, Friedrich Ostwald va concloure el mateix en la dissociació d'àcids orgànics.
Walther Hermann Nernst va desenvolupar la teoria de la força electromotriu o fem de les cel voltaiques el 1888. Un any després, en analitzar la implicació de l'energia lliure en el procés, va aconseguir establir el que avui dia es coneix com l'equació de Nernst.
Segle XX i avenços en l'actualitat
[modifica]Aquest segle va veure el naixement de la societat electroquímica el 1902. Una de les contribucions més importants de l'electroquímica va tenir lloc el 1909, quan va servir de base perquè Robert Andrews Millikan aconseguís determinar la càrrega elèctrica de l'electró mitjançant el famós experiment de la gota de Millikan.
El 1923 Johannes Nicolaus Brønsted i Thomas Martin Lowry publicar la teoria d'àcids i bases emprant cel electroquímiques, al mateix estil que Arrhenius en el segle anterior.
El camp biològic i mèdic va veure avenços en 1937, quan Arne Tiselius va desenvolupar el primer aparell sofisticat d'electroforesi. Anys més tard (el 1948) rebria el Premi Nobel de Química pel seu treball en electroforesi de proteïnes.
El 1949 es va fundar la Societat internacional d'electroquímica, entre 1960 i 1970 es va desenvolupar una nova subdisciplina de la química quàntica en crear-se l'electroquímica quàntica desenvolupada per Revaz Dogonadze i els seus estudiants a Iugoslàvia . Més tard aquesta disciplina seria més coneguda pels treballs de Rudolph A. Marcus als EUA el 1990.
Vegeu també
[modifica]Referències
[modifica]
- Ball, David. «1st, 2nd, et. al.». A: Physical Chemistry. 1st. New York: Books/Col, gener 2002, p. 888. ISBN 978-0-534-26658-5.
- Levine, Ira N. «14, et. al.». A: Physical Chemistry. 5th. New York: McGraw-Hill Companies, The, març 2001, p. 986. ISBN 978-0-07-253495-5.
- Co, Corrosion Doctors. Seventeen century, et, al., 2001 [Consulta: 2008].