1. BevezetésSzámos olyan anyag (elem és elegy, szilárd és folyadék) van, amelyben mozgékony töltéshordozók: szabad elektronok és/vagy ionok vannak. Külsô elektromos tér hatására ezek egyirányú mozgásba jönnek, amit elektromos áramként észlelünk. Az egyes anyagok vezetôképessége a bennük lévô töltéshordozók számától és azok mozgékonyságától függ: jól vezetik az elektromos áramot azok az anyagok, melyekben sok, szabadon mozgó töltéshordozó van és szigetelôk azok, amelyekben mozgékony töltéshordozó nincs. A vezetô anyagokat két csoportra oszthatjuk: elektronvezetôkre és ionvezetôkre. A fémek elektronvezetôk, az ionokra disszociált anyagokat tartalmazó fázisok, az elektrolitok, pedig ionvezetôk. Ez utóbbiak közül kiemelkedô fontosságúak a vizes oldatok.
Az elektrokémia a kémiai tulajdonságok és elektromos töltések közötti kapcsolatot tárgyalja. Fô ágai: az ionika az elektrolitok szerkezetével, tulajdonságaival foglalkozik, az elektrodika elektródokon, azaz elektronvezetô és ionvezetô, vagy ritkábban két ionvezetô közötti határfelületeken kialakuló fizikai-kémiai egyensúlyok illetve lezajló folyamatok sajátságait tárgyalja.
Az elektródegyensúlyok és -folyamatok megértésénél alapvetô az a tény, hogy a fém és elektrolit határfelületénél az ún. elektromos kettôsréteg jön létre, azaz egy olyan, nagyságrendileg 1 nm vastagságú tartomány, amelyben a két fázis belseje között lévô, mintegy 100 mV..1 V nagyságrendû potenciálkülönbség legnagyobb része esik. Megbecsülhetô, hogy így a kettôsrétegben az elektromos térerôsség 108..109 V/m. Az ilyen hatalmas térerôsségek az elektródon lezajló kémiai reakciók sebességét nagymértékben befolyásolják.
Az elektrokémiában az elektromos potenciál fogalma központi szerepet tölt be, alapvetôen kétféle értelemben:
A következôkben az egyensúlyok leírásának termodinamikai alapjait foglaljuk össze.a. Minthogy a töltések mozgását az elektrosztatikus tér szabja meg, elméleteinkben gyakran elôforduló mennyiség (a közvetlenül nem mérhetô) elektrosztatikus potenciál(tér), j (x,y,z).b. Mérhetô, és egyensúlyban termodinamikailag jól definiált mennyiség a galvánelemek elektromotoros ereje, azaz elektródjainak elektromos potenciálkülönbsége, DE, és az ebbôl levezethetô elektródpotenciál, E.