แอโนดและแคโทดคืออะไร

ขั้วบวกและแคโทด มันเป็นชนิดของอิเล็กโทรดที่พบในเซลล์ไฟฟ้าเคมี อุปกรณ์เหล่านี้มีความสามารถในการผลิตพลังงานไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาเคมี เซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ใช้มากที่สุดคือแบตเตอรี่.

เซลล์ไฟฟ้าเคมีมีสองประเภทคือเซลล์อิเล็กโทรไลต์และเซลล์ไฟฟ้าหรือเซลล์ voltaic ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ปฏิกิริยาทางเคมีที่ผลิตพลังงานไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ แต่กระแสไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนเป็นปฏิกิริยาเคมีของการลดออกซิเดชัน.

เซลล์กัลวานิกประกอบด้วยเซลล์ครึ่งเซลล์สองเซลล์ สิ่งเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยสององค์ประกอบตัวนำโลหะและสะพานเกลือ.

ตัวนำไฟฟ้าตามที่ระบุไว้ระบุว่าเป็นตัวนำไฟฟ้าเนื่องจากมีความต้านทานน้อยมากต่อการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า ไดรเวอร์ที่ดีที่สุดมักเป็นโลหะ.

สะพานเกลือเป็นท่อที่เชื่อมต่อสองเซลล์ครึ่งในขณะที่ยังคงติดต่อทางไฟฟ้าของเดียวกันและโดยไม่ต้องให้องค์ประกอบของแต่ละเซลล์เข้าร่วมแต่ละเซลล์ครึ่งหนึ่งของเซลล์กัลวานิกประกอบด้วยอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์.

เมื่อปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นเซลล์ครึ่งหนึ่งจะสูญเสียอิเล็กตรอนไปยังอิเล็กโทรดผ่านกระบวนการออกซิเดชั่น ในขณะที่อีกคนหนึ่งได้รับอิเล็กตรอนสำหรับอิเล็กโทรดผ่านกระบวนการลด.

 กระบวนการออกซิเดชันเกิดขึ้นที่ขั้วบวกและกระบวนการลดที่ขั้วลบ

ความหมายของขั้วบวกและแคโทด

ขั้วบวก

ชื่อของแอโนดนั้นมาจากกรีกανά (aná): ขึ้นไปและοδός (odós): ทาง ฟาราเดย์เป็นคนที่บัญญัติศัพท์นี้ในศตวรรษที่ 19.

คำจำกัดความแอโนดที่ดีที่สุดคืออิเล็กโทรดที่สูญเสียอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยปกติมันจะเชื่อมโยงกับขั้วบวกของการขนส่งของกระแสไฟฟ้า แต่นี่ไม่ใช่กรณี.

ถึงแม้ว่าในแบตเตอรี่ขั้วบวกเป็นขั้วบวก แต่ในไฟ LED มันเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามตรงกันข้ามขั้วบวกเป็นขั้วลบ.

โดยปกติแล้วจะมีการกำหนดทิศทางของกระแสไฟฟ้าให้เห็นว่ามันเป็นความรู้สึกของประจุฟรี แต่ถ้าตัวนำนั้นไม่ใช่โลหะค่าประจุบวกที่เกิดขึ้นจะถูกถ่ายโอนไปยังตัวนำภายนอก.

การเคลื่อนไหวนี้แสดงว่าเรามีประจุบวกและลบที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามดังนั้นจึงกล่าวว่าทิศทางของกระแสคือเส้นทางของประจุบวกของประจุบวกที่อยู่ในขั้วบวกไปยังประจุลบของขั้วบวก พบในแคโทด.

ในเซลล์กัลวานิคที่มีตัวนำโลหะกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาจะทำตามเส้นทางจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ.

แต่ในเซลล์อิเล็กโทรไลติคโดยไม่มีตัวนำโลหะ แต่อิเล็กโทรไลต์สามารถพบไอออนที่มีประจุบวกและลบที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม.

ขั้วบวก thermionic ได้รับอิเล็กตรอนส่วนใหญ่ที่มาจากแคโทดให้ความร้อนกับขั้วบวกและต้องหาวิธีในการกระจาย ความร้อนนี้ถูกสร้างขึ้นในแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กตรอน.

ขั้วบวกพิเศษ

มีขั้วบวกชนิดพิเศษเช่นที่พบภายในรังสีเอกซ์ในหลอดเหล่านี้พลังงานที่ผลิตโดยอิเล็กตรอนนอกเหนือจากการผลิตรังสีเอกซ์จะสร้างพลังงานอันยิ่งใหญ่ที่ทำให้ขั้วบวกร้อนขึ้น.

ความร้อนนี้เกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองและแรงดันอิเลคตรอน เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในกระแสไฟฟ้าพวกมันจะเข้าสู่ขั้วบวกที่ส่งผ่านความร้อน.

แคโทด

แคโทดคืออิเล็กโทรดที่มีประจุลบซึ่งในปฏิกิริยาเคมีจะเกิดปฏิกิริยาการลดซึ่งสถานะออกซิเดชันจะลดลงเมื่อได้รับอิเล็กตรอน.

เช่นเดียวกับขั้วบวกมันเป็นฟาราเดย์ที่แนะนำคำแคโทดที่มาจากกรีกκατά [catá]: 'ลง' และὁδός [odós]: 'camino' ที่อิเล็กโทรดนี้ประจุไฟฟ้าลบนั้นเกิดขึ้นตลอดเวลา.

วิธีการนี้เป็นเท็จเนื่องจากขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่มีอยู่ก็มีโหลดหรืออื่น ๆ.

ความสัมพันธ์นี้กับขั้วลบเช่นเดียวกับขั้วบวกเกิดขึ้นจากการสันนิษฐานว่ากระแสไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ สิ่งนี้เกิดขึ้นภายในเซลล์กัลวานิค.

ภายในเซลล์อิเล็กโทรไลต์หมายถึงการถ่ายโอนพลังงานที่ไม่ได้อยู่ในโลหะ แต่อยู่ในอิเล็กโทรไลต์สามารถอยู่ร่วมกันกับไอออนลบและบวกที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม แต่ตามข้อตกลงมีการกล่าวกันว่ากระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ.

แคโทดแบบพิเศษ

แคโทดชนิดหนึ่งที่เฉพาะเจาะจงคือแคโทดแบบความร้อน แคโทดปล่อยอิเล็กตรอนโดยผลของความร้อน.

ในวาล์ว thermionic แคโทดสามารถให้ความร้อนด้วยการหมุนเวียนกระแสความร้อนในไส้หลอดที่ต่อเข้ากับมัน.

ปฏิกิริยาสมดุล

หากเราใช้เซลล์กัลวานิกซึ่งเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่พบได้บ่อยที่สุดเราสามารถกำหนดปฏิกิริยาสมดุลที่เกิดขึ้นได้.

แต่ละเซลล์ครึ่งที่ประกอบเป็นเซลล์กัลวานิกมีแรงดันไฟฟ้าลักษณะที่เรียกว่ามีศักยภาพในการลดลง ภายในแต่ละเซลล์ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นระหว่างไอออนที่แตกต่างกัน.

เมื่อปฏิกิริยานี้มาถึงความสมดุลเซลล์ไม่สามารถให้ความตึงเครียดมากขึ้น ในเวลานี้การเกิดออกซิเดชั่นที่เกิดขึ้นในเซมิโคลนของช่วงเวลานั้นจะมีค่าเป็นบวกยิ่งคุณเข้าใกล้ความสมดุล ศักยภาพของปฏิกิริยาจะยิ่งมากขึ้นเมื่อถึงสมดุล.

เมื่อขั้วบวกอยู่ในสภาวะสมดุลจะเริ่มสูญเสียอิเล็กตรอนที่ผ่านตัวนำไปยังแคโทด.

ที่แคโทดจะมีการเกิดปฏิกิริยาการลดเกิดขึ้นอีกไกลจากสมดุลที่มีศักยภาพมากขึ้นปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นตามที่เกิดขึ้นและนำอิเล็กตรอนที่มาจากขั้วบวก.

การอ้างอิง

1. HUHEEY, James E. , และคณะ.เคมีอนินทรีย์: หลักการของโครงสร้างและปฏิกิริยา. เพียร์สันการศึกษาอินเดีย 2549.
2. SIENKO มิเชลเจ.; ROBERT, A.เคมี: หลักการและคุณสมบัติ. นิวยอร์กสหรัฐอเมริกา: McGraw-Hill, 1966.
3. เบรดี้เจมส์อี.เคมีทั่วไป: หลักการและโครงสร้าง. ไวลีย์ 2533.
4. PETRUCCI, Ralph H. , และคณะ.เคมีทั่วไป. กองทุนเพื่อการศึกษาระหว่างอเมริกัน 2520.
5. MASTERTON, William L.; HURLEY, Cecile N.เคมี: หลักการและปฏิกิริยา. เรียนรู้ Cengage, 2015.
6. BABOR โจเซฟเอ.; BABOR, JoseJoseph A.; AZNÁREZ, José Ibarz.เคมีทั่วไปที่ทันสมัย: การแนะนำให้รู้จักกับเคมีเชิงฟิสิกส์และเคมีเชิงพรรณนาที่เหนือกว่า. มารินปี 1979.
7. CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. ปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า. Toray-Masson, 1969.