Qu'est-ce qu'un processus électrochimique?
Un processus électrochimique est une réaction chimique qui provoque ou est causée par le mouvement du courant électrique. Ces processus sont un type de réaction d'oxydation-réduction dans laquelle un atome ou une molécule perd un électron à un autre atome ou molécule. Dans les réactions électrochimiques, les atomes ou les molécules de la réaction sont relativement éloignés les uns des autres par rapport aux autres réactions, forçant les électrons transférés pour parcourir une plus grande distance et produire ainsi un courant électrique. De nombreux phénomènes naturels sont basés sur des processus électrochimiques, tels que la corrosion des métaux, la capacité de certaines créatures marines à générer des champs électriques et le fonctionnement des systèmes nerveux des humains et d'autres animaux. Ils jouent également un rôle important dans la technologie moderne, surtout dans le stockage de l'énergie électrique dans les batteries, et le processus électrochimique appelé électrolyse est important dans l'industrie moderne.
Les activités des systèmes nerveux, des réactions simples et des comportements instinctifs trouvés chez les animaux même primitifs aux capacités complexes d'apprentissage et de raisonnement des êtres humains, dépendent des processus électrochimiques. Les neurones utilisent des processus électrochimiques pour transmettre des informations à travers le système nerveux, permettant au système nerveux de communiquer avec lui-même et avec le reste du corps. Pour envoyer un signal, les processus chimiques dans le neurone génèrent une impulsion électrique envoyée par une structure allongée appelée axone jusqu'à ce qu'elle atteigne la synapse, le point de contact entre le neurone et les cellules voisines. À la synapse, l'électricité provoque la libération de produits chimiques appelés neurotransmetteurs, qui traversent la synapse vers la cellule signalée. Les neurotransmetteurs se lient ensuite chimiquement avec des structures appelées récepteurs sur la cellule cible, en déclenchant d'autres processus biochimiques à l'intérieur.
la capacité des poissons commeLes anguilles électriques, les étoiles et les rayons de torpille pour produire des champs électriques sont le résultat d'un processus électrochimique. Les poissons électriques possèdent des cellules spécialisées appelées électrocytes. Les protéines de transport se lient à des ions de potassium et de sodium positifs dans la cellule et les emporter, créant une charge électrique dans la cellule. Lorsque cette électricité est nécessaire, une partie du système nerveux appelé le noyau de commande médullaire envoie une impulsion électrique à d'autres cellules nerveuses, ce qui déclenche la libération du neurotransmetteur acétylcholine. Le neurotransmetteur se lie aux récepteurs de l'acétylcholine des électrocytes, ce qui déclenche la libération de la charge des électrocytes.
Les batteries électriques utilisent des processus électrochimiques pour stocker et libérer l'électricité. Les réactions chimiques dans les cellules électriques composant la batterie créent une différence en charge entre les deux moitiés de chaque cellule, produisant un courant électrique. Les batteries rechargeables produisent de l'électricité avec des réactions chimiques qui sont Reversible, et peut donc être renvoyé à leur configuration chimique d'origine si l'électricité est appliquée à partir d'une source extérieure. Les réactions dans les batteries non recommandables n'ont pas cette qualité, bien qu'elles produisent généralement plus d'énergie électrique qu'une batterie rechargeable ne peut fournir en une seule charge.
Une variété de réactions chimiques différentes sont utilisées dans les batteries. Les batteries au nickel-cadmium, couramment utilisées dans les lumières et les appareils électroménagers, sont basées sur des réactions distinctes de cadmium et de nickel avec un alcalin, généralement une solution d'hydroxyde de potassium (KOH) et de l'eau. Les batteries d'hydrure de nickel-métal sont similaires, mais remplacent le cadmium par un composé intermétallique en manganèse, en aluminium ou en cobalt mélangé à des métaux de terres rares tels que le praséodyme, le lanthane et le cérium. Les batteries au lithium peuvent utiliser une variété de réactions impliquant des composés de lithium, avec le type le plus courant utilisant du dioxyde de manganèse (MNO