Дял:
Какви са анодите и катодите?
на анод и катод те са видове електроди, които се намират в електрохимичните клетки. Това са устройства, способни да произвеждат електрическа енергия чрез химическа реакция. Най-използваните електрохимични клетки са батериите.
Има два вида електрохимични клетки, електролитни клетки и галванични или волтови клетки. В електролитни клетки химическата реакция, която произвежда енергия, не се случва спонтанно, но електрическият ток се превръща в химическа реакция на окисление-редукция..
Галваничната клетка се състои от две половин клетки. Те са свързани с два елемента - метален проводник и солеви мост.
Електрическият проводник, както показва името му, провежда електричество, защото има много малко съпротивление на движението на електрическия заряд. Най-добрите шофьори обикновено са метали.
Солевият мост е тръба, която свързва двете половини клетки, като същевременно поддържа електрическия контакт на същата, без да се допуска присъединяването на компонентите на всяка клетка, като всяка половин клетка на галваничната клетка съдържа електрод и електролит..
Когато настъпи химическата реакция, една от половините клетки губи електрони от своя електрод, чрез окислителния процес; докато другият придобива електроните за своя електрод, чрез процеса на редукция.
Процесите на окисляване се случват на анода и процесите на редукция на катода
Определяне на анод и катод
анод
Името на анода идва от гръцки ανά (aná): нагоре, и οδός (odós): път. Фарадей е този, който е измислил този термин през 19 век.
Най-добрата анодна дефиниция е електродът, който губи електрони при окислителна реакция. Обикновено тя е свързана с положителния полюс на транзита на електрическия ток, но това не винаги е така.
Въпреки че в батериите анодът е положителният полюс, в светодиодните светлини е обратното, анодът е отрицателният полюс..
Обикновено се определя посоката на електрическия ток, като се оценява като смисъл на свободните заряди, но ако проводникът не е метален, получените положителни заряди се прехвърлят към външния проводник.
Това движение предполага, че имаме положителни и отрицателни заряди, които се движат в противоположни посоки, така че се казва, че посоката на тока е пътят на положителните заряди на катионите, които са в анода към отрицателния заряд на анодите. намерени в катода.
В галваничните клетки, имащи метален проводник, токът, генериран в реакцията, следва пътя от положителния полюс до отрицателния.
Но в електролитни клетки, като нямат метален проводник, а електролит, могат да се намерят йони с положителен и отрицателен заряд, които се движат в противоположни посоки..
Термионовите аноди получават повечето от електроните, които идват от катода, загряват анода и трябва да намерят начин да се разсеят. Тази топлина се генерира в напрежението между електроните.
Специални аноди
Има един вид специални аноди, като тези, които се намират в рентгеновите лъчи.В тези тръби енергията, произведена от електроните, в допълнение към производството на рентгенови лъчи, генерира голяма енергия, която загрява анода..
Тази топлина възниква при различното напрежение между двата електрода и оказва натиск върху електроните. Когато електроните се движат в електрическия ток, те удрят анода, предаващ топлината му.
катод
Катодът е електрод с отрицателен заряд, който при химичната реакция претърпява реакция на редукция, където неговото окислително състояние се намалява, когато получава електрони..
Както и при анода, именно Фарадей предложи термина катод, който идва от гръцкия κατά [catá]: "надолу", и ὁδός [odós]: "camino". При този електрод отрицателният заряд се приписва с течение на времето.
Този подход е невярен, тъй като в зависимост от устройството, в което се намира, той има товар или друго.
Тази връзка с отрицателния полюс, както и с анода, произтича от предположението, че токът тече от положителния полюс към отрицателния полюс. Това възниква вътре в галванична клетка.
Вътре в електролитни клетки, средствата за пренос на енергия, които не са в метал, а в електролит, могат да съществуват заедно с отрицателни и положителни йони, които се движат в противоположни посоки. Но по съгласие се казва, че токът преминава от анода към катода.
Специални катоди
Един вид специфични катоди са термионни катоди. В тях катодът излъчва електрони чрез ефекта на топлината.
В термоядрените вентили катодът може да се нагрява чрез циркулиране на нагряващ ток в нишка, която е свързана с нея.
Балансираща реакция
Ако вземем галванична клетка, която е най-често срещаната електрохимична клетка, можем да формулираме равновесната реакция, която се генерира..
Всяка половин клетка, съставляваща галваничната клетка, има характерно напрежение, известно като редукционен потенциал. В рамките на всяка половин клетка се осъществява окислителна реакция между различните йони.
Когато тази реакция достигне баланс, клетката не може да осигури повече напрежение. По това време окислението, което се случва в полуцелата на този момент, ще има положителна стойност, колкото по-близо сте до баланса. Потенциалът на реакцията ще бъде по-голям, ако се постигне равновесие.
Когато анодът е в равновесие, той започва да губи електрони, които преминават през проводника до катода.
В катода се осъществява редукционната реакция, колкото по-далеч е от по-потенциалното равновесие, реакцията ще се осъществи, тъй като се извършва и ще вземе електроните, които идват от анода..
препратки
- HUHEEY, James E., et al.Неорганична химия: принципи на структурата и реактивността. Pearson Education India, 2006.
- SIENKO, Michell J.; РОБЕРТ, А.Химия: принципи и свойства. Ню Йорк, САЩ: McGraw-Hill, 1966.
- Бради, Джеймс Е.Обща химия: принципи и структура. Wiley, 1990.
- PETRUCCI, Ralph H., et al.Обща химия. Междуамерикански образователен фонд, 1977.
- MASTERTON, Уилям Л.; HURLEY, Cecile N.Химия: принципи и реакции. Cengage Learning, 2015.
- BABOR, Джоузеф А.; BABOR, JoseJoseph A.; AZNÁREZ, José Ibarz.Съвременна обща химия: въведение в физическата химия и превъзходна описателна химия (неорганични, органични и биохимични). Марин, 1979.
- CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. Електрохимичните реакции. Toray-Masson, 1969.