Katody i anody to dwa rodzaje elektrod w ogniwie elektrycznym, oznaczające punkt, w którym energia elektryczna wchodzi zarówno do ogniwa, jak i z którego wychodzi.
Katoda a anoda
Różnica między anodą a katodą polega na tym, że elektrony oddalają się od anody, podczas gdy przemieszczają się do katody ogniwa.
Lokalizacje katody i anody nie są ustalone w ogniwie i mogą się zmieniać w zależności od tego, co się dzieje w danym momencie. Na przykład podczas ładowania akumulatora.
Anody i katody w kontekście akumulatora mogą być mylące, ponieważ oznakowanie dodatniej i ujemnej strony akumulatora często nie odpowiada ich odpowiednim ładunkom.
Tabela porównawcza między katodą a anodą (w formie tabelarycznej)
| Parametr porównania | Katoda | Anoda |
|---|---|---|
| Ruch elektronów | Wpada do katody | Wypływa z anody |
| Opłata netto | Ujemny (ogniwa elektrolityczne), dodatni (ogniwa galwaniczne) | Dodatni (ogniwa elektrolityczne), ujemny (ogniwa galwaniczne) |
| Przyciąga | Kationy | Aniony |
| Zachodzi reakcja | Zmniejszenie | Utlenianie |
| Co się dzieje podczas ładowania | Tworzenie elektronów | Zużycie elektronów |
Co to jest katoda?
Katoda odnosi się do elektrody wewnątrz ogniwa elektrycznego (galwanicznego lub elektrolitycznego), do której przepływa przepływ ujemnie naładowanych elektronów. Katoda jest prawie zawsze nazywana elektrodą dodatnią, mimo że faktycznie ma ujemny ładunek netto. Wynika to z dodatniego wzrostu liczby elektronów po tej stronie, dlatego strona katody zawsze będzie oznaczona jako dodatnia na akumulatorze, z możliwością ładowania lub nie. Ten wzrost liczby elektronów jest znany jako reakcja redukcji, ponieważ odnosi się to do obniżenia stopnia utlenienia pierwiastka. Na przykład w baterii cynkowo-manganowej, która jest najczęstszą konstrukcją chemiczną baterii domowych, widzimy, jak elektrony przemieszczają się z ujemnie naładowanych cząsteczek cynku do dodatnich naładowany mangan. Oznacza to, że strona baterii z dwutlenkiem manganu jest naszą katodą i w miarę zużywania się „ładunku” baterii jony cynku stają się dodatnio naładowanymi kationami, które są przyciągane do katodowego końca baterii i migrują w poprzek. Ważne jest, aby pamiętać, że w niektórych przypadkach, na przykład podczas ładowania baterii, anoda i katoda zmieniają się. Elektrony na dodatnim końcu ogniwa są zużywane, co oznacza, że zmniejsza się liczba elektronów w miarę ich oddalania się, co oznacza, że ten koniec jest teraz anodą.
Co to jest anoda?
Anoda to elektroda wewnątrz ogniwa elektrycznego, z której elektrony odchodzą i kierują się w kierunku innych cząsteczek znajdujących się w różnych częściach ogniwa elektrycznego lub na zewnątrz ogniwa. Niemal zawsze, na przykład w akumulatorze domowym, anoda nazywana jest stroną ujemną ogniwo, mimo że ma ładunek dodatni od oddalających się elektronów. Ten spadek liczby elektronów jest znany jako reakcja utleniania i nadaje cząsteczkom po stronie anodowej ogniwa ładunek dodatni, zamieniając je w kationy. na przykład strona cynkowa jest anodą, ponieważ elektrony przemieszczają się od cynku do dwutlenku manganu. Gdy cząsteczki dwutlenku manganu otrzymają elektrony od cząsteczek cynku, ich ładunek ujemny przeciągnie je na tę stronę baterii, aniony.Podczas ładowania akumulatora, podobnie jak w przypadku katody, położenie anody zostanie zamienione.Podczas ładowania materiał anody zostanie utleniony i powstaną elektrony, podczas gdy jednocześnie usuwane z drugiego końca baterii. Oznacza to, że elektrony przemieszczają się teraz do ogniwa elektrycznego przez ujemną stronę ogniwa, co oznacza, że ta strona jest teraz katodą podczas ładowania baterii. Powoduje to redystrybucję elektronów do pozycji, w których znajdowały się wcześniej (choć nie do końca w tym samym stopniu) i umożliwia ponowne ładowanie akumulatora.
Główne różnice między katodą a anodą
Wniosek
Katoda i anoda są ważnymi klasyfikacjami elektrod wewnątrz ogniwa elektrycznego i pomagają elektrochemikom wgląd w to, co i gdzie zachodzą reakcje elektrochemiczne. Terminy mogą być nieco mylące, ponieważ położenie każdej z nich może się zmieniać w tej samej komórce w zależności od o tym, czy ogniwo jest używane do zasilania urządzenia, czy też jest ładowane. Głównym wnioskiem z tego wszystkiego jest to, że elektrony wpływają do elektrody katodowej ogniwa elektrycznego i wypływają z elektrody anodowej. Ważne jest również, aby pamiętać, że ich pozycje wewnątrz komórki nie są stałe i mogą się zmieniać w zależności od tego, co dzieje się z całą komórką.
