Vad är anoden och katoden?

Anoden och katoden är de typer av elektroder som finns i elektrokemiska celler. Dessa är anordningar som kan producera elektrisk energi genom en kemisk reaktion. De vanligaste elektrokemiska cellerna är batterier.

Det finns två typer av elektrokemiska celler, elektrolytcellerna och de galvaniska eller voltaiska cellerna. I elektrolytiska celler sker inte den kemiska reaktionen som producerar energi spontant, men den elektriska strömmen omvandlas till en kemisk reaktion av oxidationsreduktion.

Den galvaniska cellen består av två halvceller. Dessa är kopplade av två element, en metallledare och en saltbro.

Elektrisk ledare, som namnet indikerar, leder elektricitet eftersom den har mycket lite motstånd mot elladdningens rörelse. De bästa förarna är vanligtvis metaller.

Saltbroen är ett rör som förbinder de två halvcellerna, samtidigt som de upprätthåller den elektriska kontakten av samma och utan att låta komponenterna i varje cell ansluta. Varje halvcell i den galvaniska cellen innehåller en elektrod och en elektrolyt.

När den kemiska reaktionen uppstår, förlorar en av halvcellerna elektroner till sin elektrod genom oxidationsprocessen; medan den andra tjänar elektronerna till sin elektrod genom reduktionsprocessen.

Oxidationsprocesser förekommer vid anoden och reduktionsprocesser vid katoden

Definition av anod och katod

anod

Anodens namn kommer från den grekiska aνά (aná): uppåt, och οδός (odós): sätt. Faraday var den som utbildade denna term på 1800-talet.

Den bästa anoddefinitionen är elektroden som förlorar elektroner i en oxidationsreaktion. Normalt är det kopplat till den elektriska strömtransitens positiva pol, men detta är inte alltid fallet.

Även i batterierna är anoden den positiva polen, i leddbelysningen är det motsatsen, anoden är den negativa polen.

Normalt definieras riktningen för den elektriska strömmen, uppskattar den som en känsla av de fria laddningarna, men om ledaren inte är metallisk överförs de positiva laddningar som produceras till den yttre ledaren.

Denna rörelse innebär att vi har positiva och negativa laddningar som rör sig i motsatta riktningar, så det sägs att strömriktningen är vägen för de positiva laddningarna hos katjonerna som ligger i anoden mot anodernas negativa laddning som finns i katoden.

I de galvaniska cellerna, som har en metallledare, följer strömmen som alstras i reaktionen vägen från den positiva polen till den negativa polen.

Men i elektrolytcellerna, genom att inte ha en metallledare, utan en elektrolyt, kan joner med positiv och negativ laddning hittas som rör sig i motsatta riktningar.

De termiska anoderna mottar de flesta elektronerna som kommer från katoden, värmer anoden och måste hitta ett sätt att sprida sig. Denna värme genereras i den spänning som uppstår mellan elektronerna.

Speciella anoder

Det finns speciella typer av anoder, som de som finns i röntgenstrålar. I dessa rör genererar den energi som produceras av elektronerna förutom att producera röntgenstrålar en stor energi som värmer anoden.

Denna värme produceras vid den olika spänningen mellan de två elektroderna och utövar tryck på elektronerna. När elektronerna rör sig i elströmmen slår de anoden som sänder sin värme.

katod

Katoden är elektroden med negativ laddning, vilken i den kemiska reaktionen genomgår en reduktionsreaktion, där dess oxidationstillstånd reduceras när det mottar elektroner.

Precis som med anoden var det Faraday som föreslog termen katod som kommer från grekiska κατά [catá]: "downward" och ὁδός [odós]: "camino". Vid denna elektrod hänfördes den negativa laddningen till den över tiden.

Detta tillvägagångssätt var felaktigt, eftersom det beror på vilken enhet den ligger i, den har en last eller en annan.

Denna relation med den negativa polen, som med anoden, härrör från antagandet att strömmen flyter från den positiva polen till den negativa polen. Detta uppstår i en galvanisk cell.

Inuti elektrolytcellerna kan överföringen av energi, som inte ligger i en metall men i en elektrolyt, sameksistera negativa och positiva joner som rör sig i motsatta riktningar. Men enligt överenskommelse sägs att strömmen går från anoden till katoden.

Särskilda katoder

En typ av specifika katoder är termjonkatoder. I dessa emitterar katoden elektroner genom effekten av värme.

I termiska ventiler kan katoden värma sig genom att cirkulera en värmeström i ett glödtråd som är kopplat till det.

Balansreaktion

Om vi ​​tar en galvanisk cell, som är den vanligaste elektrokemiska cellen, kan vi formulera den jämviktsreaktion som genereras.

Varje halvcell som utgör den galvaniska cellen har en karakteristisk spänning känd som reduktionspotential. Inom varje halvcell sker en oxidationsreaktion mellan de olika jonerna.

När denna reaktion når en balans kan cellen inte ge mer spänning. Vid denna tidpunkt kommer den oxidation som sker i semikellen i det ögonblicket att ha ett positivt värde desto närmare är du i balans. Reaktionspotentialen blir större, desto mer jämvikt uppnås.

När anoden är i jämvikt börjar den att förlora elektroner som passerar genom ledaren till katoden.

Vid katoden sker reduktionsreaktionen, ju längre bort från jämvikten desto mer potentiell reaktionen kommer att vara när elektronerna kommer från anoden.