Mik az anód és a katód?

az anód és katód ezek az elektrokémiai cellákban található elektródák. Ezek olyan berendezések, amelyek kémiai reakció révén képesek elektromos energiát előállítani. A leggyakrabban használt elektrokémiai elemek az elemek.

Az elektrokémiai celláknak két típusa van, az elektrolitikus sejtek és a galvanikus vagy voltaikus sejtek. Az elektrolitikus sejtekben az energiát előállító kémiai reakció nem spontán módon történik, de az elektromos áram oxidációs redukcióval kémiai reakcióvá alakul.

A galvanikus cella két félsejtből áll. Ezeket két elem, egy fémvezető és egy sóhíd összekapcsolja.

Az elektromos vezető, ahogy a neve is jelzi, villamos energiát vezet, mivel nagyon kevés ellenállással rendelkezik az elektromos töltés mozgására. A legjobb vezetők általában fémek.

A sóhíd olyan cső, amely összeköti a két félsejtet, ugyanakkor fenntartja az elektromos érintkezést, és anélkül, hogy az egyes cellák összetevőit hagyná, a galvanikus cellák mindegyik fele elektródot és elektrolitot tartalmaz..

Amikor a kémiai reakció bekövetkezik, az egyik félsejt elveszti az elektronokat az oxidációs folyamaton keresztül; míg a másik az elektróda elektronjait kapja a redukciós folyamaton keresztül.

 Az oxidációs folyamatok az anódon és a katód redukciós folyamatainál fordulnak elő

Anód és katód meghatározása

anód

Az anód neve a görög ανά (aná): felfelé és οδός (odós): way. Faraday volt az, aki ezt a kifejezést a 19. században alkotta meg.

A legjobb anód definíció az az elektróda, amely az oxidáció során elveszíti az elektronokat. Általában a villamos áram tranzitjának pozitív pólusához kapcsolódik, de ez nem mindig áll fenn.

Bár az elemekben az anód a pozitív pólus, a led lámpákban az ellenkezője, az anód pedig a negatív pólus.

Általában az elektromos áram irányát határozzuk meg, amely a szabad töltések értelme, de ha a vezeték nem fémes, akkor az előállított pozitív töltések a külső vezetőre kerülnek..

Ez a mozgás azt jelenti, hogy pozitív és negatív töltések vannak, amelyek ellentétes irányban mozognak, így azt mondják, hogy az áram iránya az anódok negatív töltése felé vezető anódok pozitív töltésének útja. a katódban található.

A galvanikus cellákban, amelyek fémvezetővel rendelkeznek, a reakcióban keletkező áram követi a pozitív pólusról a negatív irányba vezető utat..

Az elektrolitikus cellákban azonban, ha nincs fémvezető, hanem elektrolit, pozitív és negatív töltéssel rendelkező ionok találhatók, amelyek ellentétes irányban mozognak.

A termonikus anódok a katódból érkező elektronok többségét kapják, az anódot melegítik, és meg kell találniuk a módját, hogy eloszlatják. Ez a hő az elektronok közötti feszültségben keletkezik.

Speciális anódok

Van egyfajta speciális anód, mint amilyenek a röntgensugarak, ezekben a csövekben az elektronok által termelt energia, az röntgensugárzás mellett, nagy energiát generál, amely az anódot felmelegíti.

Ez a hő a két elektróda közötti különböző feszültségen jelentkezik, és az elektronokra nyomást gyakorol. Amikor az elektronok az elektromos áramban mozognak, akkor a hőt továbbító anódot érik el.

katód

A katód a negatív töltéssel rendelkező elektród, amely a kémiai reakcióban redukciós reakción megy át, ahol az oxidációs állapota csökken, amikor elektronokat fogad..

Az anódhoz hasonlóan Faraday azt javasolta, hogy a katód a görög κατά [catá] -ból származik: 'downward' és ὁδός [odós]: 'camino'. Ezen az elektródánál a negatív töltést idővel tulajdonították.

Ez a megközelítés hamis volt, mivel attól függően, hogy melyik eszközön található, van egy terhelése vagy más.

Ez a kapcsolat a negatív pólussal, mint az anód, abból indul ki, hogy az áram a pozitív pólusról a negatív pólusra áramlik. Ez egy galvanikus cellában van.

Az elektrolitikus sejtek belsejében az energia átvitelének eszközei, amelyek nem egy fémben, hanem elektrolitban vannak, egymás mellett negatív és pozitív ionokat jelenhetnek meg, amelyek ellentétes irányban mozognak. Megegyezés szerint azonban azt mondják, hogy az áram az anódról a katódra megy.

Speciális katódok

A specifikus katódok egyik típusa a hőionos katód. Ezekben a katód a hő hatására elektronokat bocsát ki.

A termionikus szelepekben a katód önmagában is felmelegszik, ha egy fűtőáramot egy olyan szálban keringtet, amely hozzá van kapcsolva..

Egyensúlyi reakció

Ha egy galvanikus cellát veszünk, amely a leggyakoribb elektrokémiai cella, meg tudjuk fogalmazni az előállított egyensúlyi reakciót.

A galvanikus cellát alkotó minden egyes cella jellegzetes feszültsége a redukciós potenciál. Minden egyes félsejten belül oxidációs reakció lép fel a különböző ionok között.

Amikor ez a reakció egyensúlyba kerül, a sejt nem tud több feszültséget biztosítani. Ekkor az adott pillanat félkörében zajló oxidáció pozitív értékkel bír, minél közelebb van az egyensúlyhoz. A reakció potenciálja nagyobb lesz, annál nagyobb az egyensúly.

Amikor az anód egyensúlyban van, elkezd elveszíteni az elektronokat, amelyek áthaladnak a vezetőn a katódra.

A katódon a redukciós reakció zajlik, minél messzebbre kerül a potenciális egyensúlytól, a reakció bekövetkezik, és az anódokból származó elektronokat veszik fel..

referenciák

1. HUHEEY, James E. et al.Szervetlen kémia: a szerkezet és a reaktivitás elvei. Pearson Education India, 2006.
2. SIENKO, Michell J.; ROBERT, A.Kémia: elvek és tulajdonságok. New York, USA: McGraw-Hill, 1966.
3. BRADY, James E.Általános kémia: elvek és szerkezet. Wiley, 1990.
4. PETRUCCI, Ralph H. et al.Általános kémia. Amerikai Oktatási Alap, 1977.
5. MASTERTON, William L .; HURLEY, Cecile N.Kémia: elvek és reakciók. Cengage Learning, 2015.
6. BABOR, Joseph A .; BABOR, JoseJoseph A .; AZNÁREZ, José Ibarz.Modern általános kémia: a fizikai kémia bevezetése és a kiváló leíró kémia (szervetlen, szerves és biokémiai). Marin, 1979.
7. CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. Az elektrokémiai reakciók. Toray-Masson, 1969.