Hvad er anoden og katoden?

den anode og katode de er de typer af elektroder, der findes i elektrokemiske celler. Disse er anordninger, der er i stand til at producere elektrisk energi gennem en kemisk reaktion. De mest anvendte elektrokemiske celler er batterier.

Der er to typer elektrokemiske celler, elektrolytiske celler og galvaniske eller voltaiske celler. I elektrolytiske celler sker den kemiske reaktion, der producerer energi, ikke spontant, men den elektriske strøm transformeres til en kemisk reaktion af oxidationsreduktion.

Den galvaniske celle består af to halvceller. Disse er forbundet med to elementer, en metallisk leder og en saltbro.

Den elektriske leder, som navnet antyder, udfører elektricitet, fordi den har meget lidt modstand mod bevægelsen af ​​den elektriske ladning. De bedste drivere er normalt metaller.

Saltbroen er et rør, der forbinder de to halvceller, samtidig med at den elektriske kontakt af samme holdes og uden at lade komponenterne i hver celle forbinde. Hver halvcelle i den galvaniske celle indeholder en elektrode og en elektrolyt.

Når den kemiske reaktion opstår, mister en af ​​halvcellerne elektroner til sin elektrode gennem oxidationsprocessen; mens den anden får elektronerne til sin elektrode gennem reduktionsprocessen.

 Oxidationsprocesser forekommer ved anoden og reduktionsprocesser ved katoden

Definition af anode og katode

anode

Anodenes navn kommer fra den græske ανά (aná): opad og οδός (odós): måde. Faraday var den, der mønter dette udtryk i det 19. århundrede.

Den bedste anode definition er den elektrode, der mister elektroner i en oxidationsreaktion. Normalt er det forbundet med den positive strøm af transitstrømmen af ​​den elektriske strøm, men det er ikke altid tilfældet.

Selvom i batterierne anoden er den positive pol, er det modsat i ledede lys, hvor anoden er den negative pol.

Normalt defineres retningen af ​​den elektriske strøm, værdsætter den som en følelse af de frie ladninger, men hvis lederen ikke er metallisk, overføres de positive ladninger, der produceres, til den eksterne leder.

Denne bevægelse indebærer, at vi har positive og negative ladninger, der bevæger sig i modsatte retninger, så det siges at retningen af ​​strømmen er vejen for de positive ladninger af kationerne, der er anoden, mod anodens negative ladning fundet i katoden.

I de galvaniske celler, der har en metallisk leder, følger strømmen, som genereres i reaktionen, vejen fra den positive pol til den negative.

Men i de elektrolytiske celler kan man ved at ikke have en metalleleder, men en elektrolyt, finde ioner med positiv og negativ ladning, der bevæger sig i modsatte retninger.

De termioniske anoder modtager de fleste elektroner, som kommer fra katoden, opvarmer anoden og må finde en måde at sprede sig på. Denne varme genereres i den spænding, der opstår mellem elektronerne.

Særlige anoder

Der findes en type specielle anoder, som dem, der findes i røntgenstråler. I disse rør genererer den energi, der produceres af elektronerne, ud over at producere røntgenstrålerne en stor energi, som opvarmer anoden.

Denne varme opstår ved den forskellige spænding mellem de to elektroder, og der udøves tryk på elektronerne. Når elektronerne bevæger sig i den elektriske strøm, rammer de anoden, der overfører sin varme.

katode

Katoden er elektroden med negativ ladning, som i den kemiske reaktion gennemgår en reduktionsreaktion, hvor dets oxidationstilstand reduceres, når den modtager elektroner.

Ligesom med anoden var det Faraday, der foreslog udtrykket katode, der kommer fra den græske katega [catá]: 'nedadgående' og ὁδός [odós]: 'camino'. Ved denne elektrode blev den negative ladning henført til den over tid.

Denne fremgangsmåde var falsk, da det afhænger af den enhed, hvori den er placeret, den har en belastning eller et andet.

Dette forhold til den negative pol, som med anoden, stammer fra antagelsen om, at strømmen strømmer fra den positive pol til den negative pol. Dette opstår inden i en galvanisk celle.

Inden for de elektrolytiske celler kan midlerne til overførsel af energi, der ikke er i et metal, men i en elektrolyt, sameksistere negative og positive ioner, der bevæger sig i modsatte retninger. Men efter aftale er det sagt at strømmen går fra anoden til katoden.

Særlige katoder

En type specifikke katoder er termioniske katoder. I disse udsender katoden elektroner ved virkningen af ​​varme.

I termioniske ventiler kan koden varme sig ved at cirkulere en varmestrøm i et filament, der er koblet til det.

Balance reaktion

Hvis vi tager en galvanisk celle, som er den mest almindelige elektrokemiske celle, kan vi formulere den ligevægtsreaktion, der genereres.

Hver halvcelle, der udgør den galvaniske celle, har en karakteristisk spænding kendt som reduktionspotentiale. Inden for hver halvcelle forekommer der en oxidationsreaktion mellem de forskellige ioner.

Når denne reaktion når en balance, kan cellen ikke give mere spænding. På dette tidspunkt vil den oxidation, der finder sted i det pågældende øjebliks halvdel, have en positiv værdi jo tættere er du på balancen. Reaktionspotentialet vil være større, desto mere ligevægt nås.

Når anoden er i ligevægt begynder den at miste elektroner, der passerer gennem lederen til katoden.

Ved katoden foregår reduktionsreaktionen, desto længere er den fra den mere potentielle ligevægt, vil reaktionen finde sted, når den finder sted og tager de elektroner, der kommer fra anoden.

referencer

1. HUHEEY, James E., et al.Uorganisk kemi: principper for struktur og reaktivitet. Pearson Education India, 2006.
2. SIENKO, Michell J .; ROBERT, A.Kemi: principper og egenskaber. New York, USA: McGraw-Hill, 1966.
3. BRADY, James E.Generel kemi: principper og struktur. Wiley, 1990.
4. PETRUCCI, Ralph H., et al.Generel kemi. Interamerikanske Uddannelsesfond, 1977.
5. MASTERTON, William L .; HURLEY, Cecile N.Kemi: principper og reaktioner. Cengage Learning, 2015.
6. BABOR, Joseph A .; BABOR, JoseJoseph A .; AZNÁREZ, José Ibarz.Moderne generelle kemi: En introduktion til fysisk kemi og overlegen beskrivende kemi (uorganisk, organisk og biokemisk). Marin, 1979.
7. CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. De elektrokemiske reaktioner. Toray-Masson, 1969.