Mitkä ovat anodi ja katodi?

anodi ja katodi ne ovat sähkökemiallisten solujen elektrodeja. Nämä ovat laitteita, jotka kykenevät tuottamaan sähköenergiaa kemiallisen reaktion kautta. Käytetyimmät sähkökemialliset kennot ovat paristoja.

Sähkökemiallisia kennoja, elektrolyyttisiä soluja ja galvaanisia tai voltaalisia soluja on kahdenlaisia. Elektrolyyttisissä soluissa energiaa synnyttävä kemiallinen reaktio ei tapahdu spontaanisti, mutta sähkövirta muuttuu kemialliseksi hapettumisen vähentämisreaktioksi.

Galvaaninen solu koostuu kahdesta puolisolusta. Näitä yhdistää kaksi elementtiä, metallijohdin ja suolasilta.

Sähköjohdin, kuten nimensä osoittaa, johtaa sähköä, koska sillä on hyvin vähän vastustusta sähkövaroituksen liikkeelle. Parhaat kuljettajat ovat yleensä metalleja.

Suolasilta on putki, joka yhdistää kaksi puolisolua, säilyttäen samalla sen sähköisen kosketuksen ja antamatta kummankin solun liitoskohtia..

Kun kemiallinen reaktio tapahtuu, yksi puolisoluista menettää elektronit elektrodilleen hapetusprosessin kautta; kun taas toinen saa elektrodin elektronit pelkistysprosessin kautta.

 Hapetusprosessit tapahtuvat anodissa ja pelkistysprosessit katodissa

Määritelmä anodi ja katodi

anodi

Anodin nimi tulee kreikkalaisesta ανά (aná): ylöspäin ja οδός (odós): way. Faraday oli se, joka loi tämän termin 1800-luvulla.

Paras anodimääritys on elektrodi, joka menettää elektroneja hapetusreaktiossa. Normaalisti se on kytketty sähkövirran kauttakulun positiiviseen napaan, mutta näin ei aina ole.

Vaikka paristoissa anodi on positiivinen napa, LED-valoissa se on päinvastainen, anodi on negatiivinen napa.

Normaalisti määritellään sähkövirran suunta, ymmärretään sitä vapaan varauksen tunteena, mutta jos johdin ei ole metallinen, tuotetut positiiviset varaukset siirretään ulkoiseen johtimeen.

Tämä liike merkitsee sitä, että meillä on positiivisia ja negatiivisia varauksia, jotka liikkuvat vastakkaisiin suuntiin, joten sanotaan, että virran suunta on anodissa olevien kationien positiivisten varausten polku anodien negatiivisen varauksen suuntaan katodissa.

Galvaanisissa soluissa, joissa on metallinen johdin, reaktiossa syntyvä virta seuraa polkua positiivisesta napasta negatiiviseen.

Mutta elektrolyyttisissä soluissa, joissa ei ole metallista johtoa, vaan elektrolyyttiä, voidaan löytää ioneja, joilla on positiivinen ja negatiivinen varaus, jotka liikkuvat vastakkaisiin suuntiin.

Termioniset anodit vastaanottavat suurimman osan katodista tulevista elektroneista, lämmittävät anodin ja joutuvat löytämään keinon haihtua. Tämä lämpö syntyy elektronien välisessä jännitteessä.

Erikoisanodit

Näissä putkissa elektronien tuottama energia tuottaa röntgensäteiden lisäksi suuren energian, joka lämmittää anodin.

Tämä lämpö esiintyy eri jännitteiden välillä kahden elektrodin välillä ja joka aiheuttaa paineita elektroneille. Kun elektronit liikkuvat sähkövirrassa, ne osuvat anodiin, joka lähettää sen lämpöä.

katodi

Katodi on elektrodi, jolla on negatiivinen varaus, joka kemiallisessa reaktiossa tapahtuu pelkistysreaktiossa, jossa sen hapettumistila vähenee, kun se vastaanottaa elektroneja.

Kuten anodissa, Faraday ehdotti termiä katodi, joka tulee kreikkalaisesta κατά [catá]: 'downward' ja ὁδός [odós]: 'camino'. Tässä elektrodissa siihen kohdistui negatiivinen varaus ajan mittaan.

Tämä lähestymistapa oli väärä, koska sen mukaan, missä laitteessa se sijaitsee, sillä on kuorma tai muu.

Tämä suhde negatiiviseen napaan, kuten anodiin, johtuu olettamuksesta, että virta virtaa positiivisesta napasta negatiiviseen napaan. Tämä syntyy galvaanisessa solussa.

Elektrolyyttisoluissa energian siirtoelimet, jotka eivät ole metallissa, vaan elektrolyytissä, voivat rinnastaa negatiivisia ja positiivisia ioneja, jotka liikkuvat vastakkaisiin suuntiin. Mutta sopimuksen mukaan sanotaan, että virta kulkee anodista katodiin.

Erityiset katodit

Eräs erityisten katodien tyyppi on termioninen katodi. Näissä katodi säteilee elektroneja lämmön vaikutuksesta.

Termionisissa venttiileissä katodi voi kuumentaa itsensä kiertämällä lämmitysvirtaa siihen liitettyyn filamenttiin, joka on kytketty siihen..

Tasapainoreaktio

Jos otamme galvanisen solun, joka on yleisin sähkökemiallinen kenno, voimme muotoilla syntyvän tasapainoreaktion.

Jokaisella galvanisen solun muodostavalla puolisolulla on tunnusomainen jännite, joka tunnetaan pelkistyspotentiaalina. Kunkin puolisolun sisällä esiintyy hapetusreaktiota eri ionien välillä.

Kun tämä reaktio saavuttaa tasapainon, solu ei pysty tarjoamaan enemmän jännitystä. Tällä hetkellä hapettumisella, joka tapahtuu kyseisen hetken puolipisteessä, on positiivinen arvo, sitä lähempänä olet tasapainossa. Reaktion potentiaali on suurempi, kun tasapaino saavutetaan.

Kun anodi on tasapainossa, se alkaa menettää elektroneja, jotka kulkevat johtimen läpi katodiin.

Katodissa tapahtuu pelkistysreaktio, sitä kauemmas se on potentiaalisen tasapainon takia, reaktio tapahtuu, kun se tapahtuu, ja ottaa anodista tulevat elektronit.

viittaukset

1. HUHEEY, James E., et ai.Epäorgaaninen kemia: rakenteen ja reaktiivisuuden periaatteet. Pearson Education India, 2006.
2. SIENKO, Michell J.; ROBERT, A.Kemia: periaatteet ja ominaisuudet. New York, USA: McGraw-Hill, 1966.
3. BRADY, James E.Yleinen kemia: periaatteet ja rakenne. Wiley, 1990.
4. PETRUCCI, Ralph H., et ai.Yleinen kemia. Amerikanvälinen koulutusrahasto, 1977.
5. MASTERTON, William L .; HURLEY, Cecile N.Kemia: periaatteet ja reaktiot. Cengage Learning, 2015.
6. BABOR, Joseph A .; BABOR, JoseJoseph A .; AZNÁREZ, José Ibarz.Nykyaikainen yleiskemia: johdanto fysikaaliseen kemiaan ja erinomainen kuvaava kemia (epäorgaaninen, orgaaninen ja biokemiallinen). Marin, 1979.
7. CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. Sähkökemialliset reaktiot. Toray-Masson, 1969.