Selalunya terdapat masalah untuk menentukan elektrod yang mana adalah katod dan yang mana anod. Pertama anda perlu memahami terma.
Kandungan
Konsep katod dan anod - penjelasan mudah
Dalam bahan kompleks, elektron diedarkan tidak sekata antara atom dalam sebatian. Hasil daripada interaksi, zarah bergerak dari atom satu bahan ke atom yang lain. Tindak balas itu dipanggil redoks. Kehilangan elektron dipanggil pengoksidaan, dan unsur yang menderma elektron dipanggil agen penurunan.
Penambahan elektron dipanggil pengurangan, unsur penerima dalam proses ini ialah agen pengoksidaan. Pemindahan elektron daripada agen penurunan kepada agen pengoksida boleh diteruskan melalui litar luaran, dan kemudian ia boleh digunakan sebagai sumber tenaga elektrik.Peranti di mana tenaga tindak balas kimia ditukar kepada tenaga elektrik dipanggil sel galvanik.
Contoh klasik yang paling mudah bagi sel galvanik ialah dua plat yang diperbuat daripada logam yang berbeza dan direndam dalam larutan elektrolit. Dalam sistem sedemikian, pengoksidaan berlaku pada satu logam, dan pengurangan berlaku pada logam lain.
PENTING! Elektrod di mana pengoksidaan berlaku dipanggil anod. Elektrod di mana pengurangan berlaku ialah katod.
Dari buku teks kimia sekolah, contoh sel galvanik tembaga-zink diketahui, yang berfungsi kerana tenaga tindak balas antara zink dan kuprum sulfat. Dalam peranti Jacobi-Daniel, plat kuprum diletakkan dalam larutan kuprum sulfat (elektrod kuprum), plat zink direndam dalam larutan zink sulfat (elektrod zink). Elektrod zink mengeluarkan kation kepada larutan, menghasilkan lebihan cas positif di dalamnya, dan pada elektrod kuprum larutan itu habis dalam kation, di sini larutan bercas negatif.
Menutup litar luar menyebabkan elektron mengalir dari elektrod zink ke elektrod kuprum. Hubungan keseimbangan pada sempadan fasa terganggu. Tindak balas pengoksidaan-penurunan berlaku.
Tenaga tindak balas kimia spontan ditukar kepada tenaga elektrik.
Jika tindak balas kimia dicetuskan oleh tenaga luar arus elektrik, proses yang dipanggil elektrolisis berlaku. Proses yang berlaku semasa elektrolisis adalah kebalikan daripada proses yang berlaku semasa operasi sel galvanik.
PERHATIAN! Elektrod di mana pengurangan berlaku juga dipanggil katod, tetapi dalam elektrolisis ia bercas negatif, manakala anod bercas positif.
Aplikasi dalam elektrokimia
Anod dan katod mengambil bahagian dalam banyak tindak balas kimia:
- Elektrolisis;
- Elektroekstrak;
- penyaduran elektrik;
- Elektrotaip.
Logam diperoleh melalui elektrolisis sebatian lebur dan larutan akueus, logam ditulenkan daripada kekotoran dan komponen berharga diekstrak (penapisan elektrolitik). Plat dibuang daripada logam untuk dibersihkan. Mereka diletakkan sebagai anod dalam elektrolisis. Di bawah pengaruh arus elektrik, logam mengalami pembubaran. Kationnya masuk ke dalam larutan dan dinyahcas di katod, membentuk endapan logam tulen. Kekotoran yang terkandung dalam plat logam asal yang tidak dibersihkan sama ada kekal tidak larut sebagai enapcemar anod atau masuk ke dalam elektrolit di mana ia dikeluarkan. Tembaga, nikel, plumbum, emas, perak, timah tertakluk kepada penapisan elektrolitik.
Elektroekstraksi ialah proses mengasingkan logam daripada larutan semasa elektrolisis. Agar logam masuk ke dalam larutan, ia dirawat dengan reagen khas. Semasa proses itu, logam ketulenan tinggi dimendakkan di katod. Ini adalah bagaimana zink, tembaga, kadmium diperolehi.
Untuk mengelakkan kakisan, untuk memberi kekuatan, untuk menghiasi produk, permukaan satu logam ditutup dengan lapisan yang lain. Proses ini dipanggil penyaduran elektrik.
Electroplating ialah proses mendapatkan salinan logam daripada objek pukal dengan elektrodeposisi logam.
Aplikasi dalam peranti elektronik vakum
Prinsip operasi katod dan anod dalam peranti vakum boleh ditunjukkan oleh lampu elektron.Ia kelihatan seperti bekas tertutup rapat dengan bahagian logam di dalamnya. Peranti ini digunakan untuk membetulkan, menjana dan menukar isyarat elektrik. Mengikut bilangan elektrod, terdapat:
- diod;
- triod;
- tetrod;
- pentod, dsb.
Diod ialah peranti vakum dengan dua elektrod, katod dan anod. Katod disambungkan ke kutub negatif sumber kuasa, anod - kepada positif. Tujuan katod adalah untuk mengeluarkan elektron apabila dipanaskan oleh arus elektrik pada suhu tertentu. Elektron yang dipancarkan mencipta cas ruang antara katod dan anod. Elektron terpantas meluru ke anod, mengatasi halangan potensi negatif cas angkasa. Anod menerima zarah ini. Arus anod dicipta dalam litar luaran. Aliran elektronik dikawal oleh elektrod tambahan dengan menggunakan potensi elektrik kepada mereka. Dengan menggunakan diod, arus ulang alik ditukar kepada arus terus.
Aplikasi dalam elektronik
Hari ini, jenis semikonduktor diod digunakan.
Dalam elektronik, sifat diod untuk menghantar arus ke arah hadapan dan tidak lulus ke arah yang bertentangan digunakan secara meluas.
Operasi LED adalah berdasarkan sifat kristal semikonduktor untuk bersinar apabila arus dialirkan melalui persimpangan p-n dalam arah hadapan.
Sumber arus terus galvanik - bateri
Sumber kimia arus elektrik di mana tindak balas boleh balik berlaku dipanggil bateri: ia dicas semula dan digunakan berulang kali.
Semasa operasi bateri plumbum, tindak balas redoks berlaku.Plumbum logam mengoksida, menderma elektronnya, mengurangkan plumbum dioksida, yang menerima elektron. Logam plumbum dalam bateri ialah anod dan dicas negatif. Plumbum dioksida ialah katod dan bercas positif.
Semasa bateri dinyahcas, bahan-bahan katod dan anod dan elektrolitnya, asid sulfurik, dimakan. Untuk mengecas bateri, ia disambungkan kepada sumber semasa (tambah kepada tambah, tolak kepada tolak). Arah arus kini adalah sebaliknya daripada semasa bateri dinyahcas. Proses elektrokimia pada elektrod adalah "terbalik". Sekarang elektrod plumbum menjadi katod, proses pengurangan berlaku di atasnya, dan plumbum dioksida menjadi anod, dengan prosedur pengoksidaan berlaku. Bateri mencipta semula bahan yang diperlukan untuk operasinya.
Mengapa berlaku kekeliruan?
Masalahnya timbul daripada fakta bahawa tanda caj tertentu tidak boleh dipasang dengan kuat pada anod atau katod. Selalunya katod adalah elektrod bercas positif, dan anod adalah negatif. Selalunya, tetapi tidak selalu. Ia semua bergantung kepada proses yang berlaku pada elektrod.
PERHATIAN! Bahagian yang diletakkan di dalam elektrolit boleh menjadi anod dan katod. Ia semua bergantung pada tujuan proses: anda perlu meletakkan satu lagi lapisan logam di atasnya atau mengeluarkannya.
Bagaimana untuk mengenal pasti anod dan katod
Dalam elektrokimia, anod ialah elektrod di mana proses pengoksidaan berlaku, katod ialah elektrod di mana pengurangan berlaku.
Dalam diod, paip dipanggil anod dan katod. Arus akan mengalir melalui diod jika paip anod disambungkan ke "tambah", paip "katod" - ke "tolak".
Untuk LED baharu dengan sesentuh tidak dipotong, anod dan katod ditentukan secara visual mengikut panjang. Katod lebih pendek.
Jika kenalan terputus, bateri yang dipasang padanya akan membantu. Cahaya akan muncul apabila polariti sepadan.
Anod dan tanda katod
Dalam elektrokimia, lebih tepat untuk bercakap bukan tentang tanda-tanda caj elektrod, tetapi tentang proses yang berlaku pada mereka. Tindak balas pengurangan berlaku di katod, dan tindak balas pengoksidaan berlaku di anod.
Dalam kejuruteraan elektrik, untuk aliran arus, katod disambungkan ke kutub negatif sumber arus, anod kepada positif.
Artikel yang serupa:
