«Анод» і «катод» є основними термінами, що використовуються в електрохімії та електронних схемах. Ці два типи електродів відіграють важливу роль у різноманітних системах, від простих батарей до передових технологій.
Давайте розглянемо їх відмінності, позитивні та негативні мітки, а також те, як легко визначити, яка з них негативна чи позитивна.
Що таке електрод?
Важливо, щоб ви зрозуміли загальне уявлення про те, що насправді таке електрод, перш ніж вникати в тонкощі катода чи анода. У найпростішому розумінні електрод — це матеріал, який сприяє провідності електрики, дозволяючи електричному струму входити або виходити з неметалічного середовища, такого як електролітична комірка.
Простіше кажучи, електрод служить провідником для встановлення електричного контакту з неметалевим компонентом ланцюга.
Що таке анод?
Полярність електрода, анода чи катода, залежить від типу ланцюга. Анод — це електрод, на якому відбувається окислення, що призводить до втрати електронів. Дивлячись на те, що відбувається в гальванічному елементі (який перетворює хімічну енергію в електричну, як-от розряд батареї), анод діє як негативний електрод, оскільки під час окислення електрони залишаються на електроді та протікають через зовнішнє коло.
І навпаки, під час електролізу, коли електричний струм рухає потік електронів у протилежному напрямку, анод стає позитивним електродом.
Що таке катод?
Автор зображення: Raspberry Pi
Катод служить місцем, де відбувається відновлення, сприяючи отриманню електронів. У гальванічному елементі він діє як позитивний електрод, оскільки іони зазнають відновлення шляхом отримання електронів від електрода, а потім пластини.
З іншого боку, в електролізі катод є негативним терміналом, який притягує позитивні іони з розчину.
Анод проти катода: уточнення полярності
Спочатку вважалося, що електрика тече від позитивного до негативного, протилежне тому, що ми зараз розуміємо. Це раннє помилкове уявлення спонукало декого асоціювати анод із негативністю, а катод із позитивністю.
Однак, правильно розуміючи роль окислення та відновлення в кожному електроді, стає легко визначити, який з них є анодом чи катодом — це залежить від типу схеми.
Що таке електроліт в батареї?
Автор зображення: Tinux/gringer/Wikimedia Commons
В акумуляторах електроліт означає середовище, яке забезпечує потік іонів між анодом і катодом, зберігаючи їх електрично нейтральними. Цей іонний рух необхідний для хімічних реакцій, які відбуваються під час процесів заряджання та розряджання. Щоб дізнатися більше про це, прочитайте, як працюють літій-іонні батареї електромобілів.
Який з них є позитивним?
Щоб зрозуміти полярності, коли йдеться про електроди в комірці чи ланцюзі, важливо враховувати дві реакції, які відбуваються на двох ділянках. У гальванічному елементі анод піддається окисленню і функціонує як негативний електрод, тоді як при електролізі він стає позитивним електродом. Навпаки, катод сприяє відновленню і служить позитивним електродом у гальванічному елементі, але діє як негативний термінал під час електролізу.