Шта су Анода и Катода?



Тхе анода и катода то су врсте електрода које се налазе у електрокемијским ћелијама. То су уређаји способни за производњу електричне енергије кроз хемијску реакцију. Најчешће коришћене електрокемијске ћелије су батерије.

Постоје два типа електрокемијских ћелија, електролитичке ћелије и галванске или волтаичке ћелије. У електролитичким ћелијама, хемијска реакција која производи енергију не догађа се спонтано, али се електрична струја трансформише у хемијску реакцију оксидације-редукције..

Галванска ћелија се састоји од две пола ћелије. Повезани су са два елемента, металним проводником и сланим мостом.

Електрични проводник, као што му име каже, проводи електричну енергију јер има врло малу отпорност на кретање електричног набоја. Најбољи возачи су обично метали.

Солни мост је цев која спаја две пола ћелије, а истовремено одржава електрични контакт истог, и не допушта да се састоје компоненте сваке ћелије, а свака пола ћелије галванске ћелије садржи електроду и електролит..

Када дође до хемијске реакције, једна од пола ћелија губи електроне до своје електроде, кроз процес оксидације; док други добија електроне за своју електроду, кроз процес редукције.

 Процеси оксидације одвијају се на аноди, а процеси редукције на катоди

Дефиниција аноде и катоде

Аноде

Име аноде долази од грчког ανα (ана): горе, и οδος (одос): пут. Фарадаи је тај који је сковао овај термин у 19. веку.

Најбоља дефиниција аноде је електрода која губи електроне у реакцији оксидације. Обично је повезан са позитивним полом транзита електричне струје, али то није увек случај.

Иако је у батеријама анода позитиван пол, у ЛЕД светлима је супротно, анода је негативни пол..

Нормално је одређен правац електричне струје, процењујући га као осећај слободних набоја, али ако проводник није метални, позитивни набоји који се производе преносе се на спољни проводник.

Овај покрет имплицира да имамо позитивне и негативне набоје који се крећу у супротним правцима, тако да се каже да је правац струје пут позитивних набоја катиона који су у аноди према негативном набоју анода. нађен у катоди.

У галванским ћелијама, које имају метални проводник, струја генерисана у реакцији прати пут од позитивног пола до негативног.

Али у електролитичким ћелијама, пошто немају метални проводник, већ електролит, могу се наћи јони са позитивним и негативним набојем који се крећу у супротним правцима..

Термионске аноде примају већину електрона који долазе из катоде, загревају аноду и морају пронаћи начин да се распрше. Ова топлота се генерише у напону који се јавља између електрона.

Специјалне аноде

Постоји врста специјалних анода, као што су оне пронађене унутар рендгенских зрака, у тим цевима, енергија произведена од електрона, поред производње Кс-зрака, генерира велику енергију која загријава аноду..

Ова топлота се јавља при различитим напонима између две електроде и врши притисак на електроне. Када се електрони крећу у електричној струји, ударају у аноду која емитира своју топлину.

Цатходе

Катода је електрода са негативним набојем, која у хемијској реакцији пролази кроз реакцију редукције, где се њено оксидационо стање смањује када прима електроне.

Као и код аноде, Фарадаи је предложио термин катода који долази од грчког κατα [цата]: 'довнвард', и οδος [одос]: 'цамино'. На овој електроди, негативни набој је приписан том времену.

Овај приступ је био погрешан, јер у зависности од уређаја у којем се налази, има оптерећење или друго.

Ова веза са негативним полом, као и код аноде, проистиче из претпоставке да струја тече од позитивног пола до негативног пола. То се јавља унутар галванске ћелије.

Унутар електролитичких ћелија, средства за пренос енергије, која нису у металу већ у електролиту, могу коегзистирати негативни и позитивни јони који се крећу у супротним правцима. Али по договору се каже да струја иде од аноде до катоде.

Специјалне катоде

Једна врста специфичних катода су термионске катоде. Код њих катода емитује електроне под дејством топлоте.

Код термионских вентила, катода се може сама загрејати циркулацијом грејне струје у филаменту који је повезан са њом.

Реакција равнотеже

Ако узмемо галванску ћелију, која је најчешћа електрокемијска ћелија, можемо формулисати равнотежну реакцију која се генерише..

Свака пола ћелија која чини галванску ћелију има карактеристични напон познат као редукциони потенцијал. Унутар сваке пола ћелије долази до реакције оксидације између различитих иона.

Када ова реакција достигне равнотежу, ћелија не може пружити више напетости. У овом тренутку, оксидација која се одвија у семицеллу тог тренутка ће имати позитивну вредност што сте ближе балансу. Потенцијал реакције ће бити већи што је достигнута равнотежа.

Када је анода у равнотежи, почиње да губи електроне који пролазе кроз проводник до катоде.

На катоди се одвија реакција редукције, што је даље од потенцијалне равнотеже, реакција ће се одвијати како се одвија и узимати електроне који долазе из аноде.

Референце

  1. ХУХЕЕИ, Јамес Е., ет ал.Неорганска хемија: принципи структуре и реактивности. Пеарсон Едуцатион Индиа, 2006.
  2. СИЕНКО, Мицхелл Ј.; РОБЕРТ, А.Хемија: принципи и својства. Нев Иорк, УС: МцГрав-Хилл, 1966.
  3. БРАДИ, Јамес Е.Општа хемија: принципи и структура. Вилеи, 1990.
  4. ПЕТРУЦЦИ, Ралпх Х., ет ал.Генерал цхемистри. Интерамерички образовни фонд, 1977.
  5. МАСТЕРТОН, Виллиам Л.; ХУРЛЕИ, Цециле Н.Хемија: принципи и реакције. Ценгаге Леарнинг, 2015.
  6. БАБОР, Јосепх А.; БАБОР, ЈосеЈосепх А.; АЗНАРЕЗ, Јосе Ибарз.Савремена општа хемија: увод у физичку хемију и супериорну дескриптивну хемију (неорганска, органска и биохемијска). Марин, 1979.
  7. ЦХАРЛОТ, Гастон; ТРЕМИЛЛОН, Бернард; БАДОЗ-ЛАМБЛИНГ, Ј. Електрокемијске реакције. Тораи-Массон, 1969.