Що є позитивним, а що негативним?

Основні поняття: Анод та Катод в Електрохімії

Терміни “анод” і “катод” є фундаментальними в електрохімії та електронних схемах. Ці два різновиди електродів виконують ключову роль у різноманітних системах, починаючи від простих акумуляторів і закінчуючи передовими технологіями.

Розгляньмо їхні відмінності, особливості позитивного та негативного маркування, а також способи легкого визначення їх полярності.

Що ж таке Електрод?

Перш ніж заглиблюватися в специфіку катода та анода, важливо зрозуміти загальне поняття електрода. У найпростішому визначенні, електрод – це матеріал, що проводить електрику і дозволяє електричному струму проникати або виходити з неметалевого середовища, наприклад, електролітичної комірки.

Іншими словами, електрод виступає провідником для встановлення електричного контакту з неметалевим компонентом схеми.

Визначення Анода

Полярність електрода, а саме анода чи катода, визначається типом електричної схеми. Анод – це електрод, на якому відбувається процес окислення, що супроводжується втратою електронів. У гальванічному елементі (який трансформує хімічну енергію в електричну, як при розряді акумулятора) анод функціонує як негативний електрод. Це обумовлено тим, що під час окислення електрони залишаються на електроді та рухаються через зовнішній ланцюг.

Однак, в процесі електролізу, коли електричний струм ініціює потік електронів у зворотному напрямку, анод набуває позитивного заряду.

Визначення Катода

Автор зображення: Raspberry Pi

Катод – це місце, де відбувається процес відновлення, тобто приєднання електронів. У гальванічному елементі катод відіграє роль позитивного електрода, оскільки іони відновлюються, отримуючи електрони від електрода.

На противагу цьому, при електролізі катод є негативним полюсом, який притягує позитивно заряджені іони з розчину.

Порівняння Анода та Катода: Полярність

Свого часу вважалося, що електричний струм рухається від позитивного полюса до негативного, що суперечить сучасному розумінню. Це помилкове уявлення призвело до асоціації анода з негативністю, а катода з позитивністю.

Однак, чітке розуміння процесів окислення та відновлення на кожному з електродів допомагає визначити, який з них анод, а який катод, враховуючи специфіку електричного ланцюга.

Роль Електроліту в Акумуляторі

Автор зображення: Tinux/gringer/Wikimedia Commons

В акумуляторах електроліт – це середовище, що забезпечує переміщення іонів між анодом і катодом, підтримуючи їхню електричну нейтральність. Цей іонний рух необхідний для хімічних реакцій, що відбуваються під час заряджання та розряджання. Для детальнішого ознайомлення з цією темою, рекомендуємо статтю про принцип роботи літій-іонних акумуляторів в електромобілях.

Визначення Позитивного Електрода

Для розуміння полярності електродів у комірці або ланцюзі необхідно враховувати дві реакції, що відбуваються на їхніх поверхнях. У гальванічному елементі анод зазнає окислення і виступає як негативний електрод, тоді як при електролізі він стає позитивним. Натомість катод забезпечує відновлення і є позитивним електродом у гальванічній комірці, але функціонує як негативний термінал при електролізі.