Što su Anoda i Katoda?



anoda i katoda to su vrste elektroda koje se nalaze u elektrokemijskim stanicama. To su uređaji koji mogu proizvoditi električnu energiju kroz kemijsku reakciju. Najčešće korištene elektrokemijske ćelije su baterije.

Postoje dvije vrste elektrokemijskih stanica, elektrolitičke stanice i galvanske ili voltaičke stanice. U elektrolitičkim stanicama, kemijska reakcija koja proizvodi energiju ne događa se spontano, ali se električna struja pretvara u kemijsku reakciju oksidacije-redukcije.

Galvanska ćelija sastoji se od dvije pola stanice. Povezani su s dva elementa, metalnim vodičem i slanim mostom.

Električni vodič, kako mu i ime kaže, provodi električnu energiju jer ima vrlo malu otpornost na kretanje električnog naboja. Najbolji vozači su obično metali.

Solni most je cijev koja spaja dvije pola ćelije, uz istodobno održavanje električnog kontakta, i ne dopuštajući sastavljanje dijelova svake ćelije, a svaka pola ćelije galvanske ćelije sadrži elektrodu i elektrolit..

Kada dođe do kemijske reakcije, jedna od pola stanica gubi elektrone do svoje elektrode, kroz proces oksidacije; dok drugi dobiva elektrone za svoju elektrodu, kroz proces redukcije.

 Na anodi se odvijaju procesi oksidacije i procesi redukcije na katodi

Definicija anode i katode

anoda

Ime anode dolazi od grčkog ανά (aná): gore, i οδός (odós): put. Faraday je taj koji je skovao taj pojam u 19. stoljeću.

Najbolja definicija anode je elektroda koja gubi elektrone u reakciji oksidacije. Obično je povezan s pozitivnim polom tranzita električne struje, ali to nije uvijek slučaj.

Iako je u baterijama anoda pozitivan pol, u svjetlima LED svjetla je suprotno, a anoda je negativni pol..

Normalno se definira smjer električne struje, cijeni ga kao osjećaj slobodnih naboja, ali ako vodič nije metalik, pozitivni naboj koji se proizvodi prelazi u vanjski vodič.

Ovaj pokret implicira da imamo pozitivne i negativne naboje koji se kreću u suprotnim smjerovima, pa se kaže da je smjer struje put pozitivnih naboja kationa koji su u anodi prema negativnom naboju anoda. pronađena u katodi.

U galvanskim ćelijama, koje imaju metalni vodič, struja generirana u reakciji slijedi put od pozitivnog pola do negativnog.

Ali u elektrolitičkim ćelijama, ako nemaju metalni vodič, nego elektrolit, mogu se naći ioni s pozitivnim i negativnim nabojem koji se kreću u suprotnim smjerovima..

Termionske anode primaju većinu elektrona koji dolaze iz katode, zagrijavaju anodu i moraju pronaći način da se rasprše. Ova toplina se generira u naponu koji se javlja između elektrona.

Posebne anode

Postoji vrsta posebnih anoda, kao što su one pronađene unutar rendgenskih zraka, u kojima se energija koju proizvode elektroni, osim što stvaraju rendgenske zrake, generira veliku energiju koja zagrijava anodu..

Ta se toplina javlja pri različitim naponima između dviju elektroda i vrši pritisak na elektrone. Kada se elektroni kreću u električnoj struji, udaraju u anodu koja emitira svoju toplinu.

katoda

Katoda je elektroda s negativnim nabojem, koja u kemijskoj reakciji prolazi kroz reakciju redukcije, gdje se njegovo oksidacijsko stanje smanjuje kada prima elektrone.

Kao i kod anode, Faraday je predložio pojam katode koja dolazi od grčkog κατά [catá]: "dolje" i ὁδός [odós]: "camino". Na toj je elektrodi negativnom naboju s vremenom pripisano.

Ovaj je pristup bio pogrešan, jer ovisno o uređaju u kojem se nalazi, ima opterećenje ili drugo.

Taj odnos s negativnim polom, kao i kod anode, proizlazi iz pretpostavke da struja teče od pozitivnog pola do negativnog pola. To se javlja unutar galvanske ćelije.

Unutar elektrolitičkih stanica, sredstva prijenosa energije, koja nisu u metalu, nego u elektrolitu, mogu koegzistirati negativni i pozitivni ioni koji se kreću u suprotnim smjerovima. Ali po dogovoru se kaže da struja ide od anode do katode.

Posebne katode

Jedna vrsta specifičnih katoda su termionske katode. Kod njih katoda emitira elektrone djelovanjem topline.

Kod termionskih ventila katoda se može sama zagrijati cirkulirajući struju grijanja u nitnoj koja je povezana s njom.

Reakcija ravnoteže

Ako uzmemo galvansku ćeliju, koja je najčešća elektrokemijska stanica, možemo formulirati ravnotežnu reakciju koja se generira..

Svaka polovica ćelije koja čini galvansku ćeliju ima karakteristični napon poznat kao redukcijski potencijal. Unutar svake polovice stanice dolazi do reakcije oksidacije između različitih iona.

Kada ova reakcija dosegne ravnotežu, stanica ne može pružiti više napetosti. U ovom trenutku, oksidacija koja se odvija u polucilici tog trenutka imat će pozitivnu vrijednost što ste bliže ravnoteži. Potencijal reakcije će biti veći što je postignuta ravnoteža.

Kada je anoda u ravnoteži, počinje gubiti elektrone koji prolaze kroz vodič do katode.

Na katodi se odvija reakcija redukcije, što je dalje od potencijalne ravnoteže, reakcija će se odvijati kako se odvija i uzimati elektrone koji dolaze iz anode.

reference

  1. HUHEEY, James E., i sur.Anorganska kemija: principi strukture i reaktivnosti. Pearson Education India, 2006.
  2. SIENKO, Michell J.; ROBERT, A.Kemija: načela i svojstva. New York, SAD: McGraw-Hill, 1966.
  3. BRADY, James E.Opća kemija: načela i struktura. Wiley, 1990.
  4. PETRUCCI, Ralph H., et al.Opća kemija. Interamerički obrazovni fond, 1977.
  5. MASTERTON, William L.; HURLEY, Cecile N.Kemija: principi i reakcije. Cengage Learning, 2015.
  6. BABOR, Joseph A.; BABOR, JoseJoseph A.; AZNÁREZ, José Ibarz.Suvremena opća kemija: uvod u fizikalnu kemiju i superiornu deskriptivnu kemiju (anorganske, organske i biokemijske). Marin, 1979.
  7. CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. Elektrokemijske reakcije. Toray-Masson, 1969.