Kas yra anodas ir katodas?



The anodas ir katodas jie yra elektrodai, kurie randami elektrocheminėse ląstelėse. Tai yra prietaisai, galintys gaminti elektros energiją per cheminę reakciją. Dažniausiai naudojami elektrocheminiai elementai yra baterijos.

Yra dviejų tipų elektrocheminės ląstelės, elektrolitinės ląstelės ir galvaninės arba voltos ląstelės. Elektrolitinėse ląstelėse cheminė reakcija, kuri gamina energiją, savaime neįvyksta, tačiau elektros srovė transformuojama į cheminę oksidacijos mažinimo reakciją..

Galvaninę kamerą sudaro dvi pusės ląstelės. Jas jungia du elementai: metalinis laidininkas ir druskos tiltas.

Elektros laidininkas, kaip nurodo jo pavadinimas, vykdo elektros energiją, nes turi labai mažą atsparumą elektrinio krūvio judėjimui. Geriausi vairuotojai paprastai yra metalai.

Druskos tiltas yra vamzdis, jungiantis du pusiau ląsteles, tuo pačiu išlaikant to paties elektrinio kontakto ir nesuteikiant kiekvienos ląstelės sudedamųjų dalių, kiekviena galvaninės ląstelės pusė turi elektrodą ir elektrolitą..

Kai įvyksta cheminė reakcija, viena iš pusių ląstelių oksidavimo procese praranda elektronus į elektrodą; tuo tarpu, kai antrasis gauna elektronus savo elektrodui, per redukcijos procesą.

 Oksidacijos procesai vyksta anode ir redukcijos procesai katode

Anodo ir katodo apibrėžimas

Anodas

Anodo pavadinimas kilęs iš graikų ανά (aná): aukštyn ir οδός (odós): būdas. Faradėjus buvo tas, kuris šį terminą sukūrė XIX a.

Geriausias anodo apibrėžimas yra elektrodas, kuris praranda elektronus oksidacijos reakcijoje. Paprastai jis yra susijęs su teigiamu elektros srovės tranzito poliu, tačiau taip ne visada.

Nors baterijose anodas yra teigiamas polius, o lempose - priešingai, anodas yra neigiamas polius.

Paprastai apibrėžiama elektros srovės kryptis, ją vertinant kaip laisvų įkrovimų jausmą, tačiau jei laidininkas nėra metalinis, teigiami įkrovimai, kurie gaminami, perkeliami į išorinį laidininką..

Šis judėjimas reiškia, kad turime teigiamus ir neigiamus įkrovimus, judančius priešingomis kryptimis, todėl sakoma, kad srovės kryptis yra teigiamo krūvio kationams, kurie yra anode, link neigiamo anodo krūvio kelio. rastas katode.

Galvaninėse ląstelėse, turinčiose metalinį laidą, reakcijoje generuojama srovė seka kelią nuo teigiamo poliaus iki neigiamo.

Tačiau elektrolitinėse ląstelėse, nesant metalinio laidininko, bet elektrolito, galima rasti jonų, turinčių teigiamą ir neigiamą krūvį, judančius priešinga kryptimi.

Termioniniai anodai gauna daugumą elektronų, kurie ateina iš katodo, šildo anodą ir turi rasti būdą išsklaidyti. Ši šiluma susidaro įtampa, kuri atsiranda tarp elektronų.

Specialūs anodai

Yra tam tikrų specialių anodų, pavyzdžiui, rastų rentgeno spinduliuose, o elektronų pagaminta energija, be rentgeno spindulių, sukuria didelę energiją, kuri šildo anodą.

Ši šiluma atsiranda esant skirtingai įtampai tarp dviejų elektrodų ir daro spaudimą elektronams. Kai elektronai juda elektros srovėje, jie nukentėjo anodą, perduodantį šilumą.

Katodas

Katodas yra neigiamo krūvio elektrodas, kuris cheminėje reakcijoje vyksta redukcijos reakcija, kai jos oksidacijos būsena sumažėja, kai ji gauna elektronus.

Kaip ir anodas, Faradėjus pasiūlė terminą katodas, kuris kilęs iš graikų κατά [catá]: „žemyn“ ir ὁδός [odós]: „camino“. Šiuo elektrodu neigiamas įkrovimas buvo priskirtas laikui bėgant.

Šis metodas buvo klaidingas, nes priklausomai nuo prietaiso, kuriame jis yra, jis turi apkrovą ar kitą.

Šis ryšys su neigiamu poliu, kaip ir anode, kyla iš prielaidos, kad srovė teka iš teigiamo poliaus į neigiamą polį. Tai atsiranda galvaninėje kameroje.

Elektrolitinių ląstelių viduje energijos perdavimo priemonė, kuri nėra metalas, bet elektrolitas, gali egzistuoti neigiamus ir teigiamus jonus, judančius priešinga kryptimi. Tačiau susitarus sakoma, kad srovė eina iš anodo į katodą.

Specialūs katodai

Vieno tipo specifiniai katodai yra terminiai katodai. Juose katodas skleidžia elektronus dėl šilumos poveikio.

Termofikiniuose vožtuvuose katodas gali pašildyti, cirkuliuodamas kaitinimo srovę kaitinamajame siūle, kuris yra sujungtas su juo.

Balanso reakcija

Jei mes paimame galvaninę ląstelę, kuri yra labiausiai paplitusi elektrocheminė ląstelė, galime suformuoti susidariusią pusiausvyros reakciją.

Kiekviena pusiau ląstelė, kuri sudaro galvaninį elementą, turi būdingą įtampą, vadinamą sumažinimo potencialu. Kiekvienoje pusėje ląstelių oksidacijos reakcija vyksta tarp skirtingų jonų.

Kai ši reakcija pasiekia pusiausvyrą, ląstelė negali suteikti daugiau įtampos. Šiuo metu oksidacija, kuri vyksta to momento pusmečiu, turės teigiamą vertę, kuo arčiau jūsų pusiausvyros. Reakcijos potencialas bus didesnis, tuo labiau pasiekiama pusiausvyra.

Kai anodas yra pusiausvyroje, jis pradeda prarasti elektronus, kurie eina per laidininką į katodą.

Katodo metu vyksta redukcijos reakcija, tuo toliau ji yra labiau potencialios pusiausvyros metu, reakcija vyksta, kai ji vyksta ir pasieks elektronus, kurie ateina iš anodo.

Nuorodos

  1. HUHEEY, James E., et al.Neorganinė chemija: struktūros ir reaktyvumo principai. Pearson Education Indija, 2006 m.
  2. SIENKO, Michell J .; ROBERT, A.Chemija: principai ir savybės. Niujorkas, JAV: McGraw-Hill, 1966 m.
  3. BRADY, James E.Bendroji chemija: principai ir struktūra. Wiley, 1990.
  4. PETRUCCI, Ralph H., et al.Bendroji chemija. Amerikos švietimo fondas, 1977 m.
  5. MASTERTON, William L .; HURLEY, Cecile N.Chemija: principai ir reakcijos. „Cengage Learning“, 2015 m.
  6. BABOR, Joseph A .; BABOR, JoseJoseph A .; AZNÁREZ, José Ibarz.Šiuolaikinė bendroji chemija: įvadas į fizinę chemiją ir aukštą aprašomąją chemiją (neorganinę, organinę ir biocheminę). Marinas, 1979 m.
  7. CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. Elektrocheminės reakcijos. Toray-Masson, 1969 m.