Ang anode at katod ay ang mga uri ng mga electrodes na matatagpuan sa mga electrochemical cells. Ang mga ito ay mga aparato na may kakayahang gumawa ng elektrikal na enerhiya sa pamamagitan ng isang reaksyon ng kemikal. Ang pinaka ginagamit na mga electrochemical cells ay mga baterya.
Mayroong dalawang uri ng mga electrochemical cells, electrolytic cells at galvanic o voltaic cells. Sa mga electrolytic cells, ang kemikal na reaksyon na gumagawa ng enerhiya ay hindi nangyayari nang kusang, ngunit ang de-koryenteng kasalukuyang ay binago sa isang reaksiyong pagbabawas ng oksihenasyon.
Ang galvanic cell ay binubuo ng dalawang kalahating mga cell. Ang mga ito ay konektado sa pamamagitan ng dalawang elemento, isang metal conductor at isang tulay ng asin.
Ang conductor ng kuryente, tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan nito, ay nagsasagawa ng kuryente dahil napakakaunting pagtutol sa paggalaw ng singil ng kuryente. Ang pinakamahusay na conductor ay karaniwang metal.
Ang tulay ng asin ay isang tubo na nag-uugnay sa dalawang kalahating mga selula, habang pinapanatili ang kanilang elektrikal na pakikipag-ugnay, at nang hindi pinapayagan na magkasama ang mga sangkap ng bawat cell.Ang bawat kalahating cell ng galvanic cell ay naglalaman ng isang elektrod at isang electrolyte.
Kapag naganap ang reaksyon ng kemikal, ang isa sa kalahating mga cell ay nawawala ang mga electron patungo sa electrode nito, sa pamamagitan ng proseso ng oksihenasyon; habang ang iba pang mga nakakakuha ng mga electron para sa electrode nito, sa pamamagitan ng proseso ng pagbawas.
Ang mga proseso ng oksihenasyon ay nangyayari sa anode, at ang mga proseso ng pagbawas sa katod
Anode
Ang pangalan ng anode ay nagmula sa Greek ανά (aná): paitaas, at οδός (odós): paraan. Si Faraday ang nag-coining ng term na ito noong ika-19 na siglo.
Ang pinakamahusay na kahulugan ng anode ay ang elektrod na nawawala ang mga electron sa isang reaksyon ng oksihenasyon. Ito ay normal na naka-link sa positibong poste ng paglalagay ng electric current, ngunit hindi ito palaging nangyayari.
Bagaman sa mga baterya ang anode ay ang positibong poste, sa mga LED na ilaw ito ay kabaligtaran, na ang anode ay ang negatibong poste.
Karaniwan, ang direksyon ng kasalukuyang electric ay tinukoy, na pinapahalagahan ito bilang isang direksyon ng mga libreng singil, ngunit kung ang konduktor ay hindi metal, ang mga positibong singil na ginawa ay inililipat sa panlabas na konduktor.
Ang kilusang ito ay nagpapahiwatig na mayroon kaming positibo at negatibong mga singil na lumilipat sa kabaligtaran ng mga direksyon, kaya sinasabing ang direksyon ng kasalukuyang ay ang landas ng positibong singil ng mga cations na matatagpuan sa anode tungo sa negatibong singil ng mga anod. na natagpuan sa katod.
Sa mga cell galvanic, pagkakaroon ng metallic conductor, ang kasalukuyang nabuo sa reaksyon ay sumusunod sa landas mula sa positibo sa negatibong poste.
Ngunit sa mga electrolytic cells, dahil wala silang metallic conductor, ngunit sa halip isang electrolyte, ang mga ion na may positibo at negatibong singil ay matatagpuan na lumipat sa kabaligtaran ng mga direksyon.
Ang mga thermionic anod ay tumatanggap ng karamihan sa mga elektron na nagmula sa katod, pinainit ang anode, at kailangang makahanap ng isang paraan upang mawala ito. Ang init na ito ay nabuo sa boltahe na nangyayari sa pagitan ng mga electron.
Mga espesyal na anod
Mayroong isang espesyal na uri ng anode, tulad ng mga natagpuan sa loob ng X-ray .. Sa mga tubo na ito, ang enerhiya na ginawa ng mga electron, bilang karagdagan sa paggawa ng X-ray, ay bumubuo ng isang malaking lakas na kumakain ng anode.
Ang init na ito ay ginawa sa magkakaibang boltahe sa pagitan ng dalawang electrodes, na pinipilit ang mga electron. Kapag lumipat ang mga electron sa electric current, nakakaapekto sila laban sa anode, na ipinapadala ang kanilang init dito.
Cathode
Ang katod ay ang elektrod na may negatibong singil, na sa reaksyon ng kemikal ay sumasailalim sa isang reaksyon ng pagbawas, kung saan ang estado ng oksihenasyon na ito ay nabawasan kapag nakatanggap ito ng mga electron.
Tulad ng anode, ito ay Faraday na iminungkahi ang salitang katod, na nagmula sa Greek κατά: 'pababa', at ὁδός: 'daan'. Sa elektrod na ito, ang negatibong singil ay naiugnay sa paglipas ng panahon.
Ang pamamaraang ito ay naging mali, dahil depende sa aparato na nasa loob nito, mayroon itong isang pagkarga o iba pa.
Ang kaugnayan na ito sa negatibong poste, tulad ng anode, ay nagmula sa pag-aakalang ang kasalukuyang daloy mula sa positibong poste hanggang sa negatibong poste. Ito ay lumitaw sa loob ng isang galvanic cell.
Sa loob ng mga selulang electrolytic, ang medium transfer ng daluyan, hindi sa isang metal ngunit sa isang electrolyte, negatibo at positibo na mga ion ay maaaring magkakasamang lumipat sa kabaligtaran ng mga direksyon. Ngunit sa pamamagitan ng kombensyon, ang kasalukuyang sinasabi ay pupunta mula sa anode patungo sa katod.
Mga espesyal na cathode
Ang isang uri ng mga tukoy na cathode ay mga thermionic cathode. Sa mga ito, ang katod ay naglalabas ng mga electron dahil sa epekto ng init.
Sa mga thermionic valves, ang katod ay maaaring magpainit ng sarili sa pamamagitan ng pag-ikot ng isang pagpainit na kasalukuyang sa isang filament na nakakabit dito.
Reaksyon ng balanse
Kung kukuha tayo ng isang galvanic cell, na siyang pinakakaraniwang electrochemical cell, maaari naming mabuo ang reaksyon ng balanse na nabuo.
Ang bawat kalahating cell na bumubuo ng galvanic cell ay may katangian na boltahe na kilala bilang potensyal na pagbawas. Sa loob ng bawat kalahating cell, ang isang reaksyon ng oksihenasyon ay nangyayari sa pagitan ng iba't ibang mga ion.
Kapag ang reaksyon na ito ay umabot sa balanse, ang cell ay hindi maaaring magbigay ng higit pang pag-igting. Sa oras na ito, ang oksihenasyon na nagaganap sa kalahating cell sa sandaling iyon ay magkakaroon ng positibong halaga nang mas malapit ito sa balanse. Ang potensyal ng reaksyon ay magiging mas malaki ang higit na balanse naabot.
Kapag ang anode ay nasa balanse, nagsisimula itong mawalan ng mga electron na dumadaan sa conductor sa katod.
Ang pagbawas reaksyon ay nagaganap sa katod, ang karagdagang ito ay mula sa balanse, mas potensyal ang reaksyon ay magkakaroon kapag nangyari ito at kinuha ang mga electron na nagmula sa anode.
Mga Sanggunian
- HUHEEY, James E., et al. Hindi organikong kimika: mga prinsipyo ng istraktura at pagiging aktibo. Edukasyon sa Pearson India, 2006.
- SIENKO, Michell J .; ROBERT, A. Chemistry: mga prinsipyo at katangian. New York, US: McGraw-Hill, 1966.
- BRADY, James E. Pangkalahatang kimika: mga prinsipyo at istraktura. Wiley, 1990.
- PETRUCCI, Ralph H., et al. Pangkalahatang kimika. Inter-American Fund Fund, 1977.
- MASTERTON, William L .; HURLEY, Cecile N. Chemistry: mga prinsipyo at reaksyon. Pag-aaral ng Cengage, 2015.
- BABOR, Joseph A .; BABOR, JoseJoseph A .; AZNÁREZ, José Ibarz. Modern General Chemistry: Isang Panimula sa Physical Chemistry at Mas Mataas na Descriptive Chemistry (Hindi Organic, Organic, and Biochemistry). Marin,, 1979.
- CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. Mga reaksyon ng elektrokimikal. Toray-Masson, 1969.