Tag Archives: modern

Pilar elektrokimia modern: Paruh pertama abad 20

Fokus pada periode ini adalah kajian energetik dan transport ion. Pada salah satu pendekatan awal untuk mengkarakterisasi larutan dengan pelarut air, H. Friedenthal pada tahun 1904 menyarankan penggunaan konsentrasi ion hidrogen. Ini yang mungkin merupakan awal dari konsep pH. Friedenthal juga menemukan bahwa hasil kali konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksil dalam larutan air selalu sama. Namun perlu ditekankan bahwa konsep pondus hydrogenii, atau pH sendiri diperkenalkan lima tahun kemudian oleh ahli kimia Denmark Soren Peder Lauritz Sorensen (1868-1939). Pada awal ditandainya bioelektrokimia, Julius Bernstein (1839-1917) dari Universitas Berlin mendemonstrasikan bahwa kerja potensial listrik dalam syaraf adalah akibat dari perubahan sifat ion dari membran syaraf. Ia mengusulkan hipotesa membran dalam dua bagian, yang pertama pada tahun 1902 dan yang kedua tahun 1912. Teorinya didasarkan pada penelitian Helmholtz dan Du Bois-Reymond (1818-1896), “bapak eksperimen elektrofisiologi.” Penelitian Bernstein tentang propagasi rangsangan syaraf dan potensial trans-membran mengarah pada perhatian yang besar pada biolistrik dan pada teori kerja syaraf pada khususnya. Perlu dicatat bahwa penelitian Bernstein adalah tonggak terakhir pada listrik hewan, dan tiba saatnya ketika listrik mencoba keluar dari bayang-bayang biologi. Pada tahun 1910, Robert Andrews Millikan (1868-1953) menentukan muatan listrik pada elektron dengan percobaan tetesan minyaknya yang terkenal. Tahun berikutnya, Frederick George Donnan (1870-1956) memantapkan kondisi kesetimbangan antara dua larutan elektrolit yang dipisahkan oleh membran semi-permeabel. Sekarang, nama Donna dihubungkan dengan sifat kesetimbangan dan potensial melalui membran.

Sekitar tahun 1922, Praha berubah menjadi “Mekah elektrokimia.” Pada 10 Pebruari tahun itu, Jaroslav Heyrovsky (1890-1967), kadang-kadang disebut “bapak kimia elektroanalisa,” merekam kurva arus-tegangan untuk larutan sodium hidroksida menggunakan elektroda tetesan merkuri dan mencatat arus melompat antara -1,9 dan -2,0 V pada deposisi sodium pada merkuri. Ini menandai awal mulainya polarografi. Heyrpovsky mengambil akar penelitian awal F.G. Donnan mengenai potensial elektroda alumunium, yang mengarahkannya pada penelitian elektroda cair yang menyediakan permukaan elektroda yang dapat diperbaharui secara terus menerus. Kemudian, ia bekerja sama dengan Masuzo Shikata (1895-1964) dan merancang polarograf tercatat pertama. Pada tahun 1959, Heyrovsky dianugerahi hadiah Nobel untuk karya seminalnya tentang teknik elektroanalisa. Polarografi mempercepat perkembangan teori reaksi elektrokimia dan perpindahan massa dalam larutan elektrolit, dan meletakkan dasar semua metoda voltametri yang digunakan dalam elektroanalisa. Pada tahun 1929, Heyrovsky bersama dengan Emil Votocek dari Universitas Teknik Praha, membuat jurnal Collection of Czechoslovak Chemical Communications. Ahli kimia fisika dan fisika matematika Slovakia Dionyz Ilkovic (1907-1980), asisten riset Heyrovsky, adalah salah satu ko-penemu polarografi. Persamaan dasar polarografi, persamaan Ilkovic, diberi nama dengan namanya.

HeyDe

Hubungan antara struktur molekul dan sifat listrik juga mulai diungkap. Pada tahun 1923, Johannes Nicolaus Bronsted (1879-1947) di Denmark dan Thomas Martin Lowry (1874-1936) di Inggris mengajukan, sendiri-sendiri, teori asam-basa. Menurut mereka, asam adalah senyawa dengan kecenderungan menyumbangkan proton (atau ion hidrogen), sedangkan basa adalah senyawa yang bergabung dengan proton. Tahun yang sama juga menyaksikan ahli fisika Belanda-Amerika Petrus Josephus Wilhelmus Debye (1884-1966) dan ahli fisika dan kimia fisika Erich Armand Arthur Joseph Huckel (1896-1980) menjabarkan teori dasar mereka tentang perilaku larutan elektrolit kuat. Menurut mereka, larutan elektrolit kuat menyimpang dari perilaku larutan ideal karena gaya tarik ion-ion. Mereka menyarankan bahwa ion dalam larutan memiliki efek penyaring medan listrik dari ion sendirian, yang memunculkan panjang Debye. Huckel juga terkenal untuk kaidah Huckel untuk menentukan molekul cincin dan metoda Huckel untuk pendekatan perhitungan orbital molekul.

Debye memenangkan hadiah Nobel 1936 dalam kimia untuk kontribusinya terhadap struktur molekul, untuk hubungan momen dipole dan untuk difraksi sinar X dan elektron dalam gas. Pada tahun 1916, ia menunjukkan bahwa studi difraksi sinar X dapat digunakan dengan sampel serbuk, menghilangkan dalam proses kebutuhan menyiapkan Kristal yang bagus. Ini kemudian dikenal sebagai metoda difraksi sinar X Debye-Scherrer. Orisinalitas dan besarnya kontribusi Debye dicerminkan dalam banyak konsep yang membawa namanya: metoda difraksi sinar X Debye-Scherre, teori Debye-Huckel, teori Debye tentang panas spesifik, efek Debye-Sears dalam cairan transparan, jarak perisai Debye, suhu Debye, frekuensi Debye dan teori Debye tentang mekanika gelombang. Ia juga diabadikan dengan satuan momen dipole (debye), monument Dipole Moment di Maastricht dan anugerah the American Chemical Society dengan namanya.

Sekitar waktu ini, Alexander Naumovich Frumkin (1895-1976) yang populer sebagai “bapak elektrokimia di Rusia,” membuat kontribusi penting terhadap dasar-dasar reaksi elektroda – khususnya pengaruh antarmuka elektroda-elektrolit terhadap kecepatan transfer elektron melintasinya. Berdasarkan pada studi adsorpsi senyawa organik pada merkuri, Frumkin mengusulkan adsoropsi isothermis yang dikenal sebaga isothermis Frumkin. Ia juga memperkenalkan konsep potensial muatan listrik nol. Ia bergandengan dengan Veniamin Grigorevich Levich (1917-1987) dalam menghubungkan hasil percobaannya dengan teori. Kerjasama ini menuju pada pengembangan elektroda piringan berputar dan analisa kuantitatif polarografik maksimum.

FrumLev

Daya listrik berkembang cepat dengan temuan yang disebut baterai daya Drumm. Temuan itu adalah baterai alkaline nikel-seng yang ditemukan oleh James J. Drumm (1897-1974) dan menjadi populer dengan pemakaiannya dalam kereta pedesaan di Irlandia. Pada tahun 1932, Francis Thomas Bacon (1904-1992) memperkenalkan pemakaian elektrolit alkalin dan elektroda nikel yang murah dalam fuel cell. Dua puluh tujuh tahun kemudian, pada tahun 1959, ia mendemonstrasikan fuel cell praktis 5 kW.

Pengukuran kuantitatif korosi elektrokimia mulai mapan dengan publikasi Thomas Percy Hoare (1889-1980) dan Ulick Richardson Evans pada tahun 1932. Evans yang digambarkan dalam Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society sebagai “bapak sains modern korosi dan perlindungan logam,” meletakkan dasar sifat elektrokimia korosi. Bukunya Metallic Corrosion, Passivity, and Protection yang diterbitkan tahun 1937 mungkin merupakan buku paling komprehensif yang pernah ditulis oleh satu orang penulis tentang sains korosi. Pada tahun 1933, dalam makalah tentang elektroda oksigen, Hoare menunjukkan bagaimana potensial kesetimbangan dapat ditentukan dari plot Tafel. Hoare adalah penerima pertama penghargaan U.R. Evans (1976) dari Institution of Corrosion Science and Technology. Herbert H. Uhlig (1907-1993) adalah kampiun lain sains korosi. Corrosion Handbook yang ditulisnya pada tahun 1948 melanjutkan generasi ilmuwan dan insinyur korosi bahkan setengah abad setelah publikasinya.

HoEv

Digambarkan oleh F. Mansfeld sebagai “raksasa yang kurang dihargai dalam dunia elektrokimia dan korosi,” ahli elektrokimia dan ilmuwan bahan Carl Wagner (1901-1977) juga diingat sebagai “bapak kimia keadaan padat” untuk penelitian pelopor dalam berbagai bidang termasuk reaksi pemucatan, katalis, fotokimia, fuel cell, semikonduktor dan cacat kimia. Pada tahun 1943, Wagner merumuskan mekanisme konduksi ion dalam zirconia yang didoping, yang meletakkan dasar untuk bidang ion keadaan padat. Kontribusinya terhadap korosi merupakan dasar pemahaman kita mengenai pertumbuhan dibatasi difusi kerak pada logam pada suhu tinggi maupun aspek lain seperti kerja sel local, pasivitas, oksidasi paduan dan perlindungan katodik. Kontribusi lainnya meliputi coulometri keadaan padat dan aspek teoritis dan eksperimen gabungan konduksi ion dan elektron.

UhWagPour

Pada tahun 1937, Arne Wilhelm Kaurin Tiselius (1902-1971) membalik halaman lain sejarah elektrokimia dengan penelitiannya tentang batas bergerak, yang kemudian menjadi zona elektroforesis. Ia menerima hadiah Nobel 1948 untuk karyanya tentang elektroforesis untuk pemisahan protein dan asam amino. Pada tahun 1938, insiyur listrik Amerika Hendrik Wade Bode (1905-1982) membuat dampak dalam elektrokimia melalui plot Bode, yang banyak digunakan dalam analisa impedansi elektrokimia dari sistem elektrokimia.

Sampai tahun 1938, ahli elektrokimia Belgia Marcel Pourbaix (1904-1998) telah menyusun diagram potensial-pH yang terkenal, yang juga disebut “diagram Pourbaix.” Karyanya mendukung banyak aspek dari sains korosi, pemurnian elektrokimia, baterai, elektrodeposisi dan elektrokatalisis. Pada tahun 1952 ia mendirikan komisi elektrokimia dari IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), yang pada tahun-tahun berikutnya meletakkan kaidah yang mengatur tanda potensial elektrokimia.

Banyak teori dibelakang cyclic voltammetry dan electrochemical impedance spectroscopy berasal dari karya ahli elektrokimia Inggris John Edward Brough Randles (1912-1998). Karyanya tahun 1947 tentang polarografi sinar katoda (oscillopolarograph) menandai mulainya linear sweep voltammetry, penyelesaian arus puncak yang tiba melalui persamaan Randles-Sevcik yang terkenal. Sevcik adalah ilmuwan Cheko, yang bersama dengan Pual Delahay, mengembangkan beberapa instrumen dengan sapuan segitiga. Sebagai sampingan, harus disebutkan bahwa Delahay-lah yang pada tahun 1950an memperkenalkan chronopotentiometry. Pada tahun yang sama (1947), Randles mempublikasikan analisa sirkuit impedansi yang mengandung difusi dan transfer elektron antarmuka, yang membuka metoda untuk mempelajari reaksi elektroda cepat. Randles tidak diberi banyak publikasi, tetapi makalahnya menyediakan pandangan yang jelas tentang mekanisme proses elektrokimia. Sirkuit ekivalen yang digunakan dalam analisa dikenal sebagai sirkuit ekivalen Randles. Namun, agar sirkuit tersebut adil harus diberi istilah sirkuit Randles-Ershler, untuk Dolin dan Ershler yang telah mempublikasikan hasil serupa di Rusia pada tahun 1940, yang karena pecah Perang Dunia II tidak mudah menembus Barat.

Selama di C.A. Parson & Co., Ltd., perusahaan listrik yang basisnya di Newcastle-upon-Tyne, insinyur Inggris Francis Thomas Bacon menjadi orang pertama yang mengembangkan fuel cell hidrogen-udara dan menyarankan pemakaiannya dalam kapal selam. Tidak seperti sel Grove, yang menggunakan elektrolit asam dan elektroda padat, fuel cell Bacon memiliki elektrolit basa yang tidak korosif dan elektroda difusi gas berpori bertekanan. Aplikasi praktis pertama teknologinya tiba beberapa tahun kemudian dalam misi Apollo, yang mengandalkan fuel cell untuk sumber daya penerbangan, pemanasan dan air minum (hasil reaksi elektrokimia). Menarik untuk dicatat bahwa Bacon adalah penerima pertama medali Grove pada tahun 1991.

Disadur dari:

Pillars of Modern Electrochemistry: A Brief History oleh A. K. Shukla & T. P. Kumar, 2008.

Pilar elektrokimia modern: 1/2 akhir abad 19 (Bag 2)

Setelah pada periode sebelumnya banyak dikembangkan teori peruraian elektrolitik, pada periode akhir abad ke-19 banyak temuan mengenai fuel cell, elektrokimia organik, dan sebagainya. Dipandu oleh Hermann Kolbe di Marburg dan Robert Bunsen di Heidelberg, Kudwig Mond (1839-1909) menjadi ahli kimia dan industrialis terkenal. Awalnya, ketertarikannya adalah pada produksi sulfur, alkali dan amoniak. Ia juga mengembangkan proses (proses Mond) untuk menghasilkan gas produser. Pada tahun 1889, ia dan asistennya Carl Langer mengembangkan fuel cell hydrogen-oksigen dengan elektroda platina tipis berlubang-lubang kecil. Keduanya Mond dan Langer menggunakan instrumen untuk mempopulerkan fuel cell. Dalam usaha mereka untuk menggunakan gas batubara sebagai bahan bakar dalam fuel cell, mereka menemukan pembentukan nikel karbonil (molekul yang diuraikan oleh Lord Kelvin sebagai logam dengan sayap) dari karbon monoksida dalam gas batubara dan nikel dalam elektroda. Pengamatan ini membentuk basis proses Mond untuk ekstraksi nikel melalui rute karbonil.

doweshaedta

Pada tahun 1890, penemu jenius dan bisnisman Herbert Henry Dow (1866-1930), paling dikenal untuk temuannya tentang kimia halogen, mengembangkan metoda elektrolisa untuk produksi brom dari larutan garam. Sekarang, metoda tersebut dikenal sebagai proses Dow. Lanjutan temuannya adalah rute produksi elektrolisa untuk khlor. Secara perlahan, dan dengan pemantapan perusahaan kimia Dow, ia menawarkan bahan kimia khlor, organik dan kemudian logam magnesium dan kalsium. Dengan menginvestasikan pada sumber garam dari laut tua didaerah tengah Amerika, Dow membuka jalan untuk penambangan sumber laut.

Catatan pertama untuk elektrokardiogram manusia dengan electrometer kapiler merkuri Lippmann adalah Augustus Desire Waller (1856-1922), ahli fisiologi Perancis yang ditahun 1887 mengangkat gagasan untuk menggunakan tubuh manusia sendiri sebagai konduktor listrik. Elektrokardiogram pertama manusia dicatat oleh Alexander Muirhead (1848-1920), tetapi Wallerlah yang melakukannya dalam susunan klliniko-fisiologi. Selain itu, Muirhead menggunakan perekam sifon Thomson untuk pengukurannya sedangkan Waller menggunakan electrometer kapiler Lippmann. Willem Einthoven (1860-1927) memperbaiki percobaan dan instrumentasi Waller. Pada tahun 1893, Edward Weston (1850-1936) mengembangkan sel standar yang menjadi standar internasional untuk kalibrasi voltmeter. Sel tersebut tidak begitu sensitive terhadap fluktuasi suhu daripada standar sebelumnya, sel Clark, dan memiliki keunggulan tambahan yaitu memiliki tegangan yang sangat dekat dengan satu volt: 1,0183 V.

Berdasarkan pada penelitiannya tentang elektrolisa, Fritz Haber (1868-1934) pada tahun 1898 menunjukkan bahwa produk yang berbeda dapat diperoleh dengan menjaga potensial elektroda pada nilai yang berbeda. Ia menjelaskan temuannya dengan nitrobenzene, yang menjadi senyawa model untuk peneliti yang lain. Ia juga meneliti transformasi quinone-hydroquinone, yang menjadi basis untuk elektroda quinhydrone Biilmann untuk mengukur keasaman larutan. Haber juga dianggap penemu elektroda kaca, kontribusi yang ia lakukan dengan Cremer, salah satu kawannya.

Periode ini juga menyaksikan sebanyak 1.093 temuan oleh satu orang, Thomas Alva Edison (1847-1931), yang diberi julukan “Penyihir Taman Menlo.” Meskipun ia paling populer dengan temuannya bola lampu dan phonograph, pengungkapannya tentang baterai nikel-besi tidak kalah penting. Secara bersamaan, dan bebas dari pengaruh Edison, Waldemar Jungner (1869-1924) di Swedia mematenkan baterai nikel-besi. Pada tahun 1899, Jungner mengganti elektroda besi dengan elektroda kadmium yang lebih efisien yang menghasilkan baterai nikel-kadmium yang paling banyak digunakan. Menarik untuk mencatat bahwa pada tahun 1899, dunia mencatat jalanan dipenuhi oleh mobil listrik. Namun, dengan kemajuan yang cepat teknik pembakaran dalam, pasar mobil listrik jatuh ke paling bawah dalam tiga decade berikutnya.

Tahun 1898 menandai titik balik elektrokimia organik dengan ahli kimia Swiss Julius Tafel (1862-1918) yang mendemonstrasikan penggunaan timbal sebagai elektroda untuk reduksi senyawa organik. Tafel, yang merupakan ahli kimia organik dan ahli kimia fisika, membuat kontribusi seminal elektrokimia organik dan memantapkan persamaan Tafel yang menghubungkan kecepatan reaksi elektrokimia dan overpotensial. Persamaan Tafel unik dalam hal persamaan tersebut dapat digunakan untuk reaksi kimia irreversibel yang tidak dapat digambarkan dengan cara lain. Beberapa kontribusi yang ia buat dalam kimia organik meliputi reduksi dengan amalgam dan penyusunan ulang Tafel. Tafel juga dikenal untuk pengenalan coulometer hydrogen untuk pengukuran kecepatan reaksi elektrokimia dan pra-elektrolisa sebagai metoda untuk memurnikan larutan.

Disadur dari:

Pillars of Modern Electrochemistry: A Brief History oleh A. K. Shukla & T. P. Kumar, 2008.

Pilar elektrokimia modern: 1/2 akhir abad 19 (Bag 1)

Pada tahun 1853, Johann Wilhelm Hittorf (1824-1914), seorang ahli fisika Jerman, mengamati bahwa ada ion yang bergerak lebih cepat daripada ion lain pada arus listrik yang diberikan. Temuan ini menuju pada konsep bilangan transport. Beberapa tahun kemudian, Adolph Fick (1829-1901), yang baru berusia 26 tahun, mengembangkan konsep matematika dimana ia menunjukkan bahwa difusi berbanding lurus dengan gradient konsentrasi. Itu terjadi tahun 1855. Namun, bukti percobaan konsep tersebut tidak kuat sampai 25 tahun kemudian. Ia mahir dalam fisiologi, matematika dan fisika, dan membuat kontribusi menonjol dalam bentuk monograf berjudul Fisika Medis, dimana ia membahas beberapa topik meliputi pencampuran udara dalam paru-paru, penghematan panas tubuh, fisiologi kontraksi otot dan sirkulasi. Fisika medis harus menunggu selama hampir satu abad untuk buku monumental lain, yang datang melalui Otto Glasser (1894-1964). Ahli kardiologi mencatat bahwa Fick memberikan kontribusi menonjol pada tahun 1870 ketika ia menguraikan bagaimana neraca massa dapat digunakan untuk mengukur luaran denyut jantung, yang dengan itu menyajikan basis matematika aktivitas fisiologi.

Ahli elektrokimia menghubungkan nama Josiah Latimer Clark (1822-1898) dengan sel Clark standar yang digunakan untuk mengukur electromotive force (emf) standar. Ahli teknik Inggris ini merupakan penemu berbagai macam, dikenal untuk kerjanya tentang telegrafi tanpa kabel, khususnya kabel Atlantik Anglo-Amerika. Clark-lah yang memperkenalkan volt sebagai satuan untuk tegangan. Pada tahun 1872, Clark menemukan sel standar pertama dengan merkuri dan elektroda seng amalgam dalam larutan jenuh seng sulfat. Sel ini memiliki sensitivitas suhu yang besar dan cenderung terjadi keretakan dimana platina timbal masuk ke sel kaca.

Antara tahun 1858 dan 1860, penemu dan industrialis Amerika Isaak Adams, Jr. (1836-1911) memelopori teknik pelapisan nikel, yang dengan cepat dipakai pada skala komersial. Adams juga dikenal sebagai penemu: pembakar karbon tabung hampa bola listrik bercahaya, yang ditemukan pada tahun 1865, 14 tahun sebelum penemuan serupa oleh Edison-Swann; senapan breech-loading dan pelapisan tembaga pada baja untuk melekatkan karet pada baja.

PlanteLeclancheRevolusi sumber daya portabel dunia ditandai dengan ditemukannya baterai timbal-asam pada tahun 1859 oleh ahli fisika Perancis Gaston Plante (1834-1889). Baterai ini menggunakan pelat timbal sebagai elektroda dan mengirimkan arus listrik terbatas karena elektroda positif memiliki bahan aktif yang sangat kecil. Pada tahun 1881, Camille Alphonse Faure (1840-1898) mengganti pelat timbal padat dengan pasta timbal oksida, yang mempercepat kinetika pembentukan dan meningkatkan efisiensinya. Pentingnya temuan Plante dapat diperkuat dari fakta bahwa teknologi baterai timbal-asam hanya berubah sedikit sejak pertama kali ditemukan kecuali perubahan dalam rancangan elektroda dan bahan wadah, dan bahwa kimia baterai lain belum mendekati baterai timbal-asam dalam hal kemampuan listrik dan ekonomi.

Tujuh tahun kemudian, pada tahun 1866, ilmuwan Perancis Georges Leclanche (1839-1882) mematenkan sel primer dengan pot berpori berisi mangan oksida dan karbon sebagai positif dan batang seng sebagai negatif.  Elektroda dicelupkan dalam elektrolit amonium khlorida. Sel basah Leclanche merupakan pengembangan sel kering seng-karbon yang menjadi sumber daya primer pertama yang digunakan didunia. Sel Leclanche dirubah menjadi sel kering oleh ilmuwan Jerman Carl Gassner (1839-1882) yang dengan cerdiknya menata sel dengan seng sebagai wadah dan elektroda negatif. Gassner juga memakai seng khlorida pada campuran katoda untuk mengurangi korosi seng ketika baterai tidak digunakan. Pasar untuk sel kering mencapai puncaknya dengan pemakaian filamen tungsten pada lampu senter pada tahun 1909.

Gabriel Lippmann (1845-1921) menerima hadiah Nobel 1908 dalam fisika atas temuannya pelat fotografi berwarna. Bagi ahli elektrokimia, Lippmann dikaitkan dengan elektrometer kapiler yang ia temukan pada tahun 1872. Alat ini, berdasarkan pada meniskus merkuri yang sangat sensitif dalam pipa kapiler terhadap potensial, yang kemudian dipakai untuk mengukur elektrokardiogram. Luasnya minat penelitiannya dapat dilihat dari fakta bahwa ia juga penemu coelostat (alat yang terpapar lama yang mengijinkan daerah awan difoto dengan mengkompensasi gerak bumi) dan melakukan penelitian dalam berbagai bidang yang meliputi piezoelektrik, seismologi dan induksi dalam sirkuit hambatan rendah. Lippmann adalah pembimbing dari Marie Curie dan profesor dari Pierre Curie.

Antara tahun 1875 dan 1879, ahli fisika Jerman Friedrich Wilhelm Georg Kohlrausch (1840-1910) yang bekerja dengan larutan berbagai garam dan asam mengembangkan hukum migrasi ion bebas. Ia yang pertama kali menggunakan arus bolak balik untuk penelitian elektrokimia. Dengan arus bolak balik, ia mampu mencegah deposisi produk yang terurai pada permukaan elektroda dan memperoleh hasil dengan presisi tinggi. Kohlrausch juga mendemonstrasikan konduktivitas ion bertambah dengan pelarutan. Ia juga mencatatkan untuk kerjanya autoionisasi air, thermoelastisitas dan konduksi thermal dan untuk pengukuran presisi sifat magnet dan listrik.

khgv

Pada waktu itu listrik masih baru lahir dan identifikasi elektron baru terjadi sepuluh tahun kemudian. Pada saat ini muncul seorang yang berusaha menjawab pertanyaan Maxwell apakah hambatan koil yang dibangkitkan arus listrik dipengaruhi adanya magnet. Edwin Herbert Hall (1855-1938), ahli fisika Amerika terkemuka saat itu menemukan apa yang disebut efek Hall pada tahun 1879. Penemuan tersebut tetap menjadi pertanyaan selama hampir seabad sampai munculnya semikonduktor yang dapat menghasilkan tegangan Hall. Sekarang, efek Hall digunakan dalam sirkuit utama sistem penyalaan elektronik.

Ini juga menjadi periode monumental untuk perkembangan elektrokimia. Arsitek transformasi ini adalah ilmuwan Amerika Josiah Williard Gibbs (1839-1903). Ia benar-benar jenius dan menarik konsep orang besar seperti Johannes Diderik van der Waals (1837-1923) dan menarik pujian dari sejawat seperti Maxwell. Yang menarik, gelar doctor pertama Universitas Yale untuk tesis teknik dianugerahkan kepada Gibbs. Ia juga dikenal untuk kontribusinya terhadap astronomi dan teori elektromagnetik.

Disadur dari:

Pillars of Modern Electrochemistry: A Brief History oleh A. K. Shukla & T. P. Kumar, 2008.

Pilar elektrokimia modern: 1/4 kedua abad 19

Masalah utama dengan tumpukan Volta adalah sel tidak mampu menyediakan arus listrik untuk periode waktu yang cukup lama. Pada tahun 1829, Antoine-Cesar Becquerel (1788-1878) menyusun sel arus konstan, yang penerusnya dikenal sebagai sel Daniell. Sel asam-alkali Becquerel dapat mengirimkan arus listrik selama 1 jam. Kajian Becquerel tentang elektrodeposisi logam membantu  membuktikan hukum Faraday tentang elektrolisa. Kredit untuk solar cell harus diberikan kepada Becquerel, yang ditahun 1839 menunjukkan bahwa cahaya yang mengenai elektroda yang tercelup dalam larutan konduktif akan menciptakan aliran listrik. Pada tahun 1830, William Sturgeon (1783-1850), ilmuwan lain yang bekerja dengan pembangkitan arus listrik kontinyu, menghasilkan baterai dengan umur yang lebih lama daripada tumpukan Volta dengan membentuk amalgam seng. Merkuri ditemukan mempertahankan polarisasi, suatu proses dimana lapisan tipis gelembung hidrogen terbentuk pada elektroda positif. Lapisan gas tipis menyebabkan hambatan dalam yang tinggi dalam tumpukan Volta, mengakibatkan aliran arus listrik turun. Pada tahun 1832, Sturgeon membuat motor listrik. Tahun yang sama menyaksikan Hippolyte Pixii (1808-1835), pembuat instrumen Perancis, membuat dinamo pertama. Kemudian, menggunakan komutator Sturgeon, Pixii membangun dinamo arus searah, yang merupakan generator mekanis praktis pertama arus listrik.

becdangrobun

Pada tahun 1836, John Frederic Daniell (1790-1845) mengungkapkan baterai dua fluida, yang merupakan baterai pertama untuk menyediakan sumber arus konstan dan handal pada periode waktu yang lama. Daniell menggunakan bejana tembaga yang bertindak sebagai kutub positif. Didalam bejana tembaga adalah bejana batu dengan batang seng (kutub negatif) dan asam sulfat encer. Bejana berpori bertindak sebagai penghalang, mencegah pencampuran cairan. Meskipun Daniell terkenal dengan temuannya mengenai baterai dua fluida, ia kurang dikenal untuk temuannya pada tahun 1820 tentang higrometer titik embun untuk mengukur humidity relatif.

Teknik elektroforming diperkenalkan pada tahun 1838 oleh Boris Jakobi (1801-1874). Jakobi menggunakan tekniknya pada industri percetakan dan pembuatan koin. Segera toko elektroforming dibangun pada Departemen Kertas Pemerintah, yang tercatat untuk mendepositokan 107.984 kg tembaga dan 720 kg emas untuk dekorasi monumen arsitek dan katedral di St. Petersburg dan Moskow.

Sir William Robert Grove (1811-1896) menemukan pertama kali fuel cell pada tahun 1839. Grove juga diberi kredit dengan penemuan sel asam nitrat Grove: seng dalam asam sulfat encer sebagai anoda dan platina dalam asam nitrat pekat sebagai katoda, dipisahkan oleh batu berpori. Karena sel dapat menjaga luaran arus listrik tinggi, sel ini menjadi favorit pada industri telegraf Amerika awal. Namun, sel ini digantikan oleh sel Daniell karena nitrat oksida beracun yang dilepaskan dan karena ketidakmampuannya untuk mengalirkan arus listrik pada tegangan konstan (tegangan turun ketika sel dipakai karena berkurangnya asam nitrat). Namun, temuannya tentang baterai volta gas, awal dari fuel cell modern, membuatnya “bapak fuel cell”. Dalam percobaannya yang menuju kepada temuannya, ia ingin membalik pelucutan elektrolitik air, untuk menggabungkan hidrogen dan oksigen menghasilkan air dan listrik. Latar belakangnya dalam hukum dan sains membuka jalan untuk praktek patent dan hukum terkait. Sebagai catatan, meskipun fuel cell pertama kali dibuat pada tahun 1839, istilah fuel cell menjadi populer baru pada tahun 1839 ketika Ludwig Mond dan Charles Langer berusaha membuat fuel cell pertama menggunakan udara dan gas batubara industri sebagai umpan gas.

Pada tahun 1841, Robert Wilhelm Eberhard Bunsen (1811-1899) membuka jalan untuk eksploitasi skala besar sel Grove dengan mengganti platina yang mahal dengan elektroda karbon. Versi modifikasi dikenal dengan nama populer “baterai Bunsen”. Nama Bunsen sering dikaitkan dengan pembakar, meskipun kredit sebenarnya untuk pembakar seharusnya diberikan kepada teknisi bernama Peter Desaga dari Universitas Heidelburg. Bunsen hannya menyetel halus rancangan pembakar agar sesuai dengan percobaan dalam fisika yang ia lakukan dengan Gustav Kirchoff, ahli fisika Prusia. Keduanya menemukan spektroskop Bunsen-Kirchoff.

Bertepatan dengan ini, ahli kimia Jerman Friedrich Wohler (1800-1882) menjungkalkan teori vitalisme yang menyatakan bahwa diperlukan senyawa organik untuk membuat senyawa organik dengan mensitesa urea dari amonium cyanate. Adolf Wilhelm Hermann Kolbe (1818-1884) adalah ahli kimia lain yang juga memercayai bahwa senyawa organik dapat dibuat dari senyawa anorganik. Ia merubah karbon disulfida, senyawa anorganik, menjadi asam asetat, senyawa organik, dalam beberapa tahap sintesa. Kolbe juga membuat asam salisilik (reaksi Kolbe-Schmidt). Kolbelah yang pertama kali menggunakan elektrolisa untuk sintesa organik. Ia menunjukkan bahwa elektrolisa asam karboksilik mengarah kepada dekarboksilasi. Pelepasan karbon dioksida selama reaksi menuju kepada dimerisasi radikal alkyl yang dihasilkan menjadi senyawa simetri (sintesa Kolbe).

Selama tahun 1842 dan 1843, George Gabriel Stokes (1819-1903) mempublikasikan serangkaian makalah tentang gerak fluida inkompresibel. Makalah tersebut menjadi dasar pemahaman kita larutan elektrolit. Sekitar tahun 1845, yang ditandai sebagai revolusi dalam elektroplating industri, John Wright menunjukkan bahwa potasium sianida merupakan media yang cocok untuk pelapisan perak dan emas. Pada tahun 1857, elektroplating digunakan untuk perhiasan, dan dengan cepat elektroplater mengeruk banyak keuntungan dari pasar perhiasan yang melambung tinggi.

Salah satu ahli fisika ternama abad 19 kelahiran Prusia, Gustav Robert Georg Kirchoff (1824-1887), merumuskan apa yang sekarang dikenal sebagai hukum Kirchoff. Ketika ia mengumumkan hukum tersebut pada tahun 1845, ia masih mahasiswa, meskipun dalam bentuk akhirnya hukum tersebut dikenal setelah tahun 1854. Hukum tersebut membantu dalam menghitung tegangan, arus dan hambatan dalam jaringan listrik banyak kalang. Hukum tersebut mewakili prinsip konservasi muatan listrik dan energi. Bekerja sama dengan  Robert Bunsen, Kirchoff memperkenalkan metoda spektroskopi untuk analisa kimia, yang mengarah pada proses penemuan cesium (1860) dan rubidium (1861) maupun menyibak teknik baru untuk penemuan unsur baru.

Disadur dari:

Pillars of Modern Electrochemistry: A Brief History oleh A. K. Shukla & T. P. Kumar, 2008.