Kas ir anods un katods?



The anoda un katods tie ir elektrodu ķīmiskie elementi. Tās ir ierīces, kas spēj ražot elektroenerģiju, izmantojot ķīmisku reakciju. Visbiežāk izmantotās elektroķīmiskās šūnas ir baterijas.

Ir divu veidu elektroķīmiskās šūnas, elektrolītiskās šūnas un galvaniskās vai volta šūnas. Elektrolītiskajās šūnās ķīmiskā reakcija, kas rada enerģiju, nenotiek spontāni, bet elektriskā strāva tiek pārveidota par ķīmiskās reakcijas oksidācijas samazināšanu..

Galvaniskā šūna sastāv no divām pusšūnām. Tie ir savienoti ar diviem elementiem - metāla vadītāju un sāls tiltu.

Elektriskais vadītājs, kā norāda nosaukums, veic elektroenerģiju, jo tam ir ļoti maza pretestība elektriskā lādiņa kustībai. Labākie vadītāji parasti ir metāli.

Sāls tilts ir caurule, kas savieno abas puses šūnas, vienlaikus saglabājot tās elektrisko kontaktu, un neļaujot katras šūnas savienojumam. Katra galvaniskās šūnas puse šūna satur elektrodu un elektrolītu..

Kad notiek ķīmiskā reakcija, viena no pusšūnām oksidēšanas procesā zaudē elektronus elektrodam; kamēr otrs iegūst elektronus elektrodam, izmantojot reducēšanas procesu.

 Oksidācijas procesi notiek anodā un reducēšanas procesi katodā

Anoda un katoda definīcija

Anoda

Anoda nosaukums nāk no grieķu ανά (aná): uz augšu un οδός (odós): veids. Faraday bija tas, kurš šo terminu radīja 19. gadsimtā.

Labākā anoda definīcija ir elektrods, kas oksidēšanas reakcijā zaudē elektronus. Parasti tas ir saistīts ar elektriskās strāvas tranzīta pozitīvo polu, taču tas ne vienmēr notiek.

Lai gan akumulatoros anods ir pozitīvs pols, ledusgaismā tas ir pretējs, anods ir negatīvais stabs.

Parasti tiek definēta elektriskās strāvas virziens, to novērtējot kā brīvo uzlādes sajūtu, bet, ja vadītājs nav metāls, tad pozitīvie lādiņi, kas tiek ražoti, tiek nodoti ārējam vadītājam..

Šī kustība nozīmē, ka mums ir pozitīvi un negatīvi lādiņi, kas virzās pretējos virzienos, tāpēc ir teikts, ka strāvas virziens ir pozitīvo lādiņu ceļš uz katodiem, kas atrodas anodā pret anodu negatīvo uzlādi atrasts katodā.

Galvaniskajās šūnās, kurām ir metāla vads, reakcijā radītā strāva seko ceļam no pozitīvā pola līdz negatīvajam.

Bet elektrolītiskajās šūnās, atrodoties ar metālisko vadītāju, bet elektrolītu, var atrast jonus ar pozitīvu un negatīvu lādiņu, kas pārvietojas pretējos virzienos.

Termioniskie anodi saņem lielāko daļu elektronu, kas nāk no katoda, silda anodu un ir jāatrod veids, kā izkliedēt. Šis siltums tiek ģenerēts spriegumā, kas notiek starp elektroniem.

Īpaši anodi

Šādās caurulēs elektronu radītā enerģija papildus rentgenstaru ražošanai rada lielu enerģiju, kas silda anodu..

Šis siltums rodas dažādos spriegumos starp abiem elektrodiem un tas rada spiedienu uz elektroniem. Kad elektroni pārvietojas elektriskajā strāvā, tie skāra anodu, kas pārraida savu siltumu.

Katode

Katods ir elektrods ar negatīvu lādiņu, kas ķīmiskās reakcijas laikā tiek pakļauts reducēšanas reakcijai, kad tā oksidācijas stāvoklis tiek samazināts, kad tas saņem elektronus..

Tāpat kā anodā, Faradejs ieteica terminu katode, kas nāk no grieķu κατά [catá]: “lejup” un ὁδός [odós]: “camino”. Šajā elektrodā tam laika gaitā tika attiecināts negatīvais lādiņš.

Šī pieeja bija nepatiesa, jo atkarībā no ierīces, kurā tā atrodas, tai ir slodze vai cita.

Šī saikne ar negatīvo polu, tāpat kā anoda, rodas no pieņēmuma, ka strāva plūst no pozitīvā pola uz negatīvo polu. Tas rodas galvaniskās šūnas iekšpusē.

Elektrolītisko šūnu iekšpusē enerģijas pārneses līdzekļi, kas nav metālam, bet elektrolītam, var pastāvēt līdzās negatīviem un pozitīviem joniem, kas pārvietojas pretējos virzienos. Taču, vienojoties, tiek teikts, ka strāva iet no anoda uz katodu.

Īpaši katodi

Viena veida specifiskie katodi ir termiskie katodi. Tajos katods izdala elektronus siltuma ietekmē.

Termionālos vārstos katods var sevi uzsildīt, cirkulējot karsēšanas strāvu kvēldiegā, kas tam ir pievienots..

Līdzsvara reakcija

Ja ņemam galvanisko šūnu, kas ir visbiežāk sastopamā elektrochemiskā šūna, mēs varam formulēt izveidoto līdzsvaru..

Katrai pusei šūnas, kas veido galvanisko šūnu, ir raksturīgs spriegums, kas pazīstams kā samazināšanas potenciāls. Katrā pusstundā starp dažādiem joniem notiek oksidācijas reakcija.

Kad šī reakcija sasniedz līdzsvaru, šūna nevar nodrošināt lielāku spriedzi. Tajā brīdī oksidēšanās, kas notiek šī momenta pusvadā, pozitīvi novērtēs, jo tuvāk jūs atradīsiet līdzsvaru. Reakcijas potenciāls būs lielāks, jo sasniegs līdzsvaru.

Kad anods ir līdzsvarā, tas sāk zaudēt elektronus, kas šķērso vadu uz katodu.

Katodā notiek redukcijas reakcija, jo tālāk tā ir no potenciālā līdzsvara, reakcija notiks, kad tā notiks, un paņem no elektrona, kas nāk no anoda.

Atsauces

  1. HUHEEY, James E., et al.Neorganiskā ķīmija: struktūras un reaktivitātes principi. Pearson Education Indija, 2006.
  2. SIENKO, Michell J.; ROBERT, A.Ķīmija: principi un īpašības. Ņujorka, ASV: McGraw-Hill, 1966. gads.
  3. BRADY, James E.Vispārīgā ķīmija: principi un struktūra. Wiley, 1990.
  4. PETRUCCI, Ralph H., et al.Vispārīgā ķīmija. Amerikas Izglītības fonds, 1977.
  5. MASTERTON, William L .; HURLEY, Cecile N.Ķīmija: principi un reakcijas. Cengage Learning, 2015.
  6. BABOR, Joseph A .; BABOR, JoseJoseph A .; AZNÁREZ, José Ibarz.Mūsdienu vispārīgā ķīmija: ievads fizikālajā ķīmijā un augstākā aprakstošā ķīmijā (neorganiskā, organiskā un bioķīmiskā). Marin, 1979.
  7. CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. Elektroķīmiskās reakcijas. Toray-Masson, 1969.