Anoda un katoda , ir veidi, elektrodu atrasti elektroķīmiskās šūnas. Tās ir ierīces, kas ķīmiskās reakcijas laikā var radīt elektrisko enerģiju. Visbiežāk izmantotās elektroķīmiskās šūnas ir baterijas.
Ir divu veidu elektroķīmiskās šūnas, elektrolītiskās šūnas un galvaniskās vai voltāniskās šūnas. Elektrolītiskajās šūnās ķīmiskā reakcija, kas rada enerģiju, nenotiek spontāni, bet elektriskā strāva tiek pārveidota par ķīmisku oksidācijas-reducēšanās reakciju.
Galvanisko elementu veido divas pusšūnas. Tos savieno divi elementi, metāla vads un sāls tilts.
Elektriskais vadītājs, kā norāda nosaukums, vada elektrību, jo tam ir ļoti maza pretestība elektriskā lādiņa kustībai. Vislabākie vadītāji parasti ir metāli.
Sāls tilts ir caurule, kas savieno abas pusšūnas, saglabājot to elektrisko kontaktu un neļaujot katras šūnas komponentiem saiet kopā.Katrā galvaniskās šūnas pusšūna satur elektrodu un elektrolītu.
Kad notiek ķīmiskā reakcija, viena no pusšūnām zaudē oksidācijas procesā elektronus sava elektrodu virzienā; kamēr otrs iegūst elektrodus savam elektrodam, izmantojot redukcijas procesu.
Oksidācijas procesi notiek pie anoda, un redukcijas procesi pie katoda
Anods
Anoda nosaukums cēlies no grieķu valodas ανά (aná): augšup, un οδός (odós): veids. Faraday bija tas, kurš šo terminu izgudroja 19. gadsimtā.
Vislabākā anoda definīcija ir elektrods, kas oksidācijas reakcijā zaudē elektronus. Parasti tas ir saistīts ar pozitīvo elektriskās strāvas pārejas polu, bet tas ne vienmēr notiek.
Lai arī akumulatoros anods ir pozitīvais pols, LED gaismās tas ir pretējs, bet anods ir negatīvs.
Parasti tiek noteikts elektriskās strāvas virziens, novērtējot to kā brīvo lādiņu virzienu, bet, ja diriģents nav metālisks, radītie pozitīvie lādiņi tiek pārnesti uz ārējo vadītāju.
Šī kustība nozīmē, ka mums ir pozitīvie un negatīvie lādiņi, kas pārvietojas pretējos virzienos, tāpēc tiek teikts, ka strāvas virziens ir anodā esošo katjonu pozitīvo lādiņu ceļš pret anodu negatīvo lādiņu. atrasts uz katoda.
Galvaniskajās šūnās, kurām ir metāla vadītājs, reakcijā radītā strāva iet pa ceļu no pozitīvā uz negatīvo polu.
Bet elektrolītiskajās kamerās, tā kā tām nav metāla vadītāja, bet drīzāk elektrolīta, 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 viņiem jāatrod veids, kā to izkliedēt. Šis siltums rodas spriegumā, kas rodas starp elektroniem.
Īpašie anodi
Pastāv īpašs anoda tips, piemēram, tāds, kāds tiek atrasts rentgena staros.Šajās caurulēs elektronu radītā enerģija papildus rentgenstaru ģenerēšanai rada lielu daudzumu enerģijas, kas silda anodu.
Šis siltums rodas atšķirīgā spriegumā starp diviem elektrodiem, kas elektroniem rada spiedienu. Kad elektroni pārvietojas elektriskajā strāvā, tie triecas pret anodu, pārnesot uz to savu siltumu.
Katods
Katods ir negatīvi lādēts elektrods, kurš ķīmiskajā reakcijā iziet reducēšanās reakcijā, kur, saņemot elektronus, tā oksidācijas stāvoklis tiek samazināts.
Tāpat kā ar anodu, Faraday ierosināja terminu katods, kas nāk no grieķu κατά: “uz leju” un ὁδός: “veids”. Šim elektrodam laika gaitā tika attiecināta negatīvā lādiņa.
Šī pieeja izrādījās kļūdaina, jo atkarībā no ierīces, kurā tā atrodas, tai ir viena vai otra slodze.
Šīs attiecības ar negatīvo polu, tāpat kā ar anodu, rodas no pieņēmuma, ka strāva plūst no pozitīvā pola uz negatīvo polu. Tas rodas galvaniskajā šūnā.
Elektrolītisko elementu iekšienē, enerģijas pārneses vidē, kas neatrodas metālā, bet gan elektrolītā, var pastāvēt negatīvi un pozitīvi joni, kas pārvietojas pretējos virzienos. Bet pēc vienošanās tiek teikts, ka strāva iet no anoda uz katodu.
Īpašie katodi
Viena veida īpašie katodi ir termiskie katodi. Šajos katods siltuma ietekmes dēļ izstaro elektronus.
Termioniskajos vārstos katods var sevi sasildīt, cirkulējot sildīšanas strāvai kvēldiegā, kas tai pievienota.
Līdzsvara reakcija
Ja mēs ņemam galvanisko šūnu, kas ir visizplatītākā elektroķīmiskā šūna, mēs varam formulēt ģenerēto līdzsvara reakciju.
Katrai puselementam, kas veido galvanisko elementu, ir raksturīgs spriegums, kas pazīstams kā samazināšanas potenciāls. Katrā pusšūnā starp dažādiem joniem notiek oksidācijas reakcija.
Kad šī reakcija sasniedz līdzsvaru, šūna nespēj radīt vairāk spriedzes. Šajā laikā oksidācijai, kas tajā brīdī notiek pusšūnā, būs pozitīva vērtība, jo tuvāk līdzsvaram. Reakcijas potenciāls būs lielāks, jo tiks sasniegts līdzsvars.
Kad anods ir līdzsvarā, tas sāk zaudēt elektronus, kas caur vadītāju ved uz katodu.
Redukcijas reakcija notiek pie katoda, jo tālāk tā atrodas no līdzsvara, jo vairāk potenciāla būs reakcija, kad tā notiks un ņem elektronus, kas nāk no anoda.
Atsauces
- HUHEEY, James E., et al. Neorganiskā ķīmija: struktūras un reaģētspējas principi. Pīrsona izglītība Indijā, 2006. gads.
- SIENKO, Mičels J .; ROBERT, A. Ķīmija: principi un īpašības. Ņujorka, ASV: Makgreivs-Hils, 1966. gads.
- BRADY, James E. Vispārīgā ķīmija: principi un struktūra. Vileijs, 1990. gads.
- PETRUCCI, Ralph H., et al. Vispārīgā ķīmija. Starp-Amerikas Izglītības fonds, 1977. gads.
- MASTERTONS, Viljams L .; HURLEY, Cecile N. Ķīmija: principi un reakcijas. Cengagas mācīšanās, 2015. gads.
- BABOR, Jāzeps A .; BABOR, JoseJoseph A .; AZNÁREZ, Hosē Ibarzs. Mūsdienu vispārējā ķīmija: Ievads fizikālajā ķīmijā un augstākā aprakstošajā ķīmijā (neorganiskā, organiskā un bioķīmija). Marina,, 1979. gads.
- ČARLOTS, Gastons; TREMILLON, Bernards; BADOZ-LAMBLING, J. Elektroķīmiskās reakcijas. Toray-Masson, 1969. gads.