מה הם האנודה והקתודה?

ה אנודה וקתודה אלו הם סוגי האלקטרודות הנמצאות בתאים אלקטרוכימיים. אלה הם מכשירים המסוגלים לייצר אנרגיה חשמלית באמצעות תגובה כימית. התאים האלקטרוכימיים הנפוצים ביותר הם סוללות.

ישנם שני סוגים של תאים אלקטרוכימיים, תאים אלקטרוליטיים ואת תאים גלווניים או voltaic. בתאים אלקטרוליטיים, התגובה הכימית המייצרת אנרגיה אינה מתרחשת באופן ספונטני, אך הזרם החשמלי הופך לתגובה כימית של הפחתת חמצון.

התא הגלווני מורכב משני תאים וחצי. אלה מחוברים על ידי שני אלמנטים, מוליך מתכתי וגשר מלח.

המוליך החשמלי, כפי שמציין שמו, מוליך חשמל כי יש לו התנגדות קטנה מאוד לתנועה של המטען החשמלי. הנהגים הטובים ביותר הם בדרך כלל מתכות.

גשר המלח הוא צינור המחבר בין שני התאים למחצה, תוך שמירה על המגע החשמלי של אותו, ובלי לאפשר את הרכיב של כל תא להצטרף.כל תא וחצי של התא הגלווני מכיל אלקטרודה אלקטרוליט.

כאשר התגובה הכימית מתרחשת, אחד התאים למחצה מאבד אלקטרונים האלקטרודה שלה, דרך תהליך החמצון; בעוד השני מקבל את האלקטרונים על האלקטרודה שלה, באמצעות תהליך ההפחתה.

 תהליכי חמצון מתרחשים על האנודה, וכן תהליכי הפחתה על הקתודה

הגדרה של אנודה וקתודה

אנודה

השם של האנודה בא מן היוונית ανά (אנה): כלפי מעלה, ו οδός (odós): הדרך. פאראדיי היה זה שטבע את המונח הזה במאה ה -19.

ההגדרה האנודה הטובה ביותר היא האלקטרודה מאבד אלקטרונים בתגובת חמצון. בדרך כלל זה מקושר לקוטב חיובי של המעבר של זרם חשמלי, אבל זה לא תמיד המקרה.

אמנם בסוללות האנודה היא מוט חיובי, את האורות הוביל הוא ההפך, את האנודה להיות הקוטב השלילי.

בדרך כלל מוגדר כיוון זרם חשמלי, מעריך אותו כחיוב של החיובים החינמיים, אך אם המנצח אינו מתכתי, החיובים החיוביים המיוצרים מועברים למוליך החיצוני.

תנועה זו מרמזת כי יש לנו חיובי חיובי ושלילי לזוז בכיוונים מנוגדים, כך נאמר כי הכיוון של הזרם הוא נתיב חיובי חיובי של קטיונים כי הם בתוך האנודה כלפי המטען השלילי של האנודות שנמצא בקתודה.

בתאים הגלווניים, שיש להם מוליך מתכתי, הזרם שנוצר בתגובה עושה את הנתיב מן הקוטב החיובי לשלילי.

אבל בתאים אלקטרוליטי, על ידי כך שאין מוליך מתכתי, אבל אלקטרוליט, ניתן למצוא יונים עם מטען חיובי ושלילי לזוז בכיוונים מנוגדים.

אנדות thermonicic לקבל את רוב האלקטרונים שמגיעים הקתודה, לחמם את האנודה צריך למצוא דרך להתפזר. חום זה נוצר במתח המתרחש בין האלקטרונים.

אנודות מיוחדות

יש סוג של אנודות מיוחדות, כמו אלה שנמצאות בקרני רנטגן.בצינורות אלה, האנרגיה המיוצרת על ידי האלקטרונים, בנוסף לייצור צילומי רנטגן, יוצרת אנרגיה גדולה המחממת את האנודה.

חום זה מתרחש במתח שבין שני האלקטרודות, המפעיל לחץ על האלקטרונים. כאשר האלקטרונים נעים בזרם החשמלי, הם פוגעים באנודה שמשדרת את החום.

הקתודה

הקתודה היא האלקטרודה עם המטען השלילי, אשר התגובה הכימית עוברת תגובה הפחתת, שבו מצב החמצון שלה מופחת כאשר הוא מקבל אלקטרונים.

כמו עם האנודה, זה היה פאראדיי שהציע את המונח קתודה שמגיע מן היוונית κατά [catá]: 'כלפי מטה', ו ὁδός [odós]: 'camino'. ליד האלקטרודה הזאת, המטען השלילי יוחס לה לאורך זמן.

גישה זו היתה שקרית, שכן בהתאם למכשיר שבו הוא ממוקם, יש לו עומס או אחר.

קשר זה עם הקוטב השלילי, כמו עם האנודה, נובע מההנחה שהזרם זורם מן המוט החיובי אל הקוטב השלילי. זה קורה בתוך תא גלווני.

בתוך התאים אלקטרוליטיים, את האמצעים של העברת אנרגיה, לא להיות מתכת אלא אלקטרוליט, יכול להתקיים יונים שליליים וחיוביים לנוע בכיוונים מנוגדים. אבל בהסכם, הוא אמר כי הנוכחי עובר מן האנודה אל הקתודה.

קתודות מיוחדות

סוג אחד של cathodes ספציפיים הם cathodes thermionic. אלה, הקתודה פולטת אלקטרונים על ידי השפעת החום.

ב שסתומים תרמיוני, הקתודה יכול לחמם את עצמו על ידי מחזור זרם חימום נימה כי הוא מצמידים אותו.

מאזן התגובה

אם ניקח תא גלווני, שהוא התא האלקטרוכימי הנפוץ ביותר, נוכל לנסח את שיווי המשקל שנוצר.

לכל תא חצי המרכיב את התא הגלווני יש מתח אופייני המכונה פוטנציאל הפחתה. בתוך כל חצי תא מתרחשת תגובת חמצון בין היונים השונים.

כאשר תגובה זו מגיעה לאיזון, התא אינו יכול לספק יותר מתח. בשלב זה, את החמצון המתרחשת בחצי הגמר של אותו רגע יהיה ערך חיובי קרוב יותר לך את האיזון. פוטנציאל התגובה יהיה גדול יותר שיווי המשקל הוא הגיע.

כאשר האנודה היא שיווי משקל, הוא מתחיל לאבד אלקטרונים לעבור דרך המנצח אל הקתודה.

בקתודה מתרחשת תגובת ההפחתה, ככל שהיא מתרחשת מתוך שיווי משקל פוטנציאלי יותר, התגובה תתרחש כאשר היא מתרחשת ותיקח את האלקטרונים המגיעים מהנודה.

הפניות

1. HUHEEY, James E., et al.כימיה אי-אורגנית: עקרונות המבנה ותגובתיות. פירסון, 2006.
2. סינקו, מישל י. רוברט, א.כימיה: עקרונות ומאפיינים. ניו יורק, ארה"ב: מקגרו-היל, 1966.
3. בריידי, ג'יימס ה.כימיה כללית: עקרונות ומבנה. ויילי, 1990.
4. פטרוצ 'י, ראלף H., et al.כימיה כללית. קרן החינוך הבין-אמריקאית, 1977.
5. מסרטון, ויליאם ל. HURLEY, Cecile N.כימיה: עקרונות ותגובות. Cengage למידה, 2015.
6. BABOR, יוסף א. BABOR, JoseJoseph A; אזנז, ז'וזה איברז.כימיה כללית מודרנית: מבוא לכימיה פיסיקלית וכימיה תיאורית מעולה (לא אורגנית, אורגנית וביוכימית). מרין, 1979.
7. שרלוט, גסטון; טמילון, ברנרד; BADOZ-LAMBLING, J. תגובות אלקטרוכימיות. Toray-Masson, 1969.