Sa pozitivnim nabojem i katodom. Elektrohemija i galvanizacija

Među pojmovima u elektrici postoje pojmovi kao što su anoda i katoda. Ovo se odnosi na napajanje, galvanizaciju, hemiju i fiziku. Termin se također nalazi u vakuumskoj i poluvodičkoj elektronici. Oni označavaju zaključke ili kontakte uređaja i kako električni znak oni posjeduju. U ovom članku ćemo vam reći što su anoda i katoda, kao i kako odrediti gdje se nalaze u elektrolizeru, diodi i bateriji, koji su od njih plus, a koji minus.

Elektrohemija i galvanizacija

Postoje dvije glavne grane u elektrohemiji:

1. Galvanske ćelije - proizvodnja električne energije kroz hemijska reakcija. Ovi artikli uključuju baterije i akumulatore. Često se nazivaju hemijskim izvorima struje.
2. Elektroliza je učinak električne energije na kemijsku reakciju. jednostavnim riječima- Uz pomoć izvora energije pokreće se neka vrsta reakcije.

Razmotrite redoks reakciju u galvanskoj ćeliji, koji se onda procesi odvijaju na njenim elektrodama?

• Anoda- elektroda na kojoj se posmatra oksidativna reakcija , odnosno on donira elektrone. Elektroda na kojoj se odvija reakcija oksidacije naziva se redukciono sredstvo.
• Katoda- elektroda na kojoj teče smanjenje reakcije , odnosno on prihvata elektrone. Elektroda na kojoj se javlja reakcija redukcije naziva se oksidaciono sredstvo.

Ovo postavlja pitanje - gdje je plus, a gdje minus baterije? Na osnovu definicije, za galvansku ćeliju anoda donira elektrone.

Bitan! U GOST 15596-82, zvanična definicija naziva zaključaka hemijskih izvora struje data je, ukratko, zatim plus na katodi i minus na anodi.

AT ovaj slučaj razmatra se tok električne struje duž provodnika vanjskog kola od oksidant (katoda) to reduktor (anoda). Budući da elektroni u krugu teku od minusa do plusa, i struja naprotiv, tada je katoda plus, a anoda minus.

pažnja: struja uvijek teče u anodu!

Ili isto na dijagramu:

Proces elektrolize ili punjenja baterije

Ovi procesi su slični i inverzni galvanskoj ćeliji, jer ovdje energija ne dolazi iz kemijske reakcije, već obrnuto – kemijska reakcija nastaje zbog eksterni izvor struja.

U ovom slučaju, plus izvora napajanja naziva se i katoda, a minus anoda. Ali kontakti napunjene galvanske ćelije ili elektrode elektrolizera već će imati suprotna imena, da vidimo zašto!

Bitan! Prilikom pražnjenja galvanske ćelije, anoda je minus, katoda plus, i obrnuto pri punjenju.

Budući da se struja s pozitivnog terminala izvora napajanja dovodi do pozitivnog terminala baterije, potonji više ne može biti katoda. Pozivajući se na prethodno navedeno, možemo zaključiti da u ovom slučaju elektrode baterije uslovno mijenjaju mjesta tokom punjenja.

Tada se kroz elektrodu nabijene galvanske ćelije, u koju struja struja, naziva anoda. Ispada da pri punjenju baterije plus postaje anoda, a minus katoda.

Procesi taloženja metala kao rezultat kemijske reakcije pod utjecajem električne struje (tokom elektrolize) nazivaju se galvanizacija. Tako je svijet dobio posrebreni, pozlaćeni, hromirani ili drugi metalni nakit i detalje. Ovaj proces se koristi u dekorativne i primijenjene svrhe - za poboljšanje otpornosti na koroziju različitih komponenti i sklopova mehanizama.

Princip rada instalacija za nanošenje galvanizacije leži u korištenju otopina soli elemenata kojima će se dio premazati kao elektrolit.

U galvanizaciji, anoda je također elektroda na koju je spojen pozitivni izlaz izvora napajanja, odnosno katoda je u ovom slučaju minus. U ovom slučaju, metal se taloži (reducira) na negativnu elektrodu (reakcija redukcije). Odnosno, ako želite vlastitim rukama napraviti pozlaćeni prsten, spojite negativni terminal napajanja na njega i stavite ga u posudu s odgovarajućim rješenjem.

U elektronici

Elektrode ili noge poluvodičkih i vakuumskih elektronskih uređaja također se često nazivaju anodom i katodom. Razmotrite konvencionalnu grafičku oznaku poluvodičke diode na dijagramu:

Kao što vidimo, anoda diode je spojena na plus baterije. Tako se zove iz istog razloga - u svakom slučaju struja teče u ovaj terminal diode. Na stvarnom elementu nalazi se oznaka u obliku trake ili tačke na katodi.

LED dioda je slična. Kod LED dioda od 5 mm unutrašnjost je vidljiva kroz sijalicu. Veća polovina je katoda.

Ovo je također slučaj sa tiristorom, dodjela pinova i "unipolarna" upotreba ovih trokrakih komponenti čine ga kontroliranom diodom:

Za vakuumsku diodu, anoda je također spojena na plus, a katoda na minus, što je prikazano na dijagramu ispod. Iako kada se primijeni obrnuti napon, nazivi ovih elemenata se neće mijenjati, unatoč protoku električne struje obrnuti smjer, iako mali.

Kod pasivnih elemenata kao što su kondenzatori i otpornici situacija je drugačija. Otpornik nema odvojenu katodu i anodu, struja može teći u njemu u bilo kojem smjeru. Njegovim zaključcima možete dati bilo koji naziv, ovisno o situaciji i krugu u pitanju. I obični nepolarni kondenzatori. Rjeđe se takvo razdvajanje po imenima kontakata opaža u elektrolitskim kondenzatorima.

Zaključak

Dakle, da sumiramo odgovorom na pitanje: kako zapamtiti gdje je plus, gdje je minus katode sa anodom? Postoji zgodno mnemoničko pravilo za elektrolizu, punjenje baterija, galvanizaciju i poluvodičke uređaje. Ove riječi sa sličnim imenima imaju isti broj slova, kao što je ilustrovano u nastavku:

U svim ovim slučajevima struja teče iz katode i teče u anodu.

Neka vas ne zbuni zabuna: "zašto baterija ima pozitivnu katodu, a kada se napuni, postaje li negativna?". Zapamtite, za sve elektronske elemente, kao i elektrolizere i galvanizaciju - općenito, za sve potrošače energije, anoda je izlaz spojen na plus. Tu prestaju razlike, sada vam je lakše shvatiti šta je plus, a šta minus između izlaza elemenata i uređaja.

Sada znate šta su anoda i katoda i kako ih dovoljno brzo zapamtiti. Nadamo se da su vam pružene informacije bile korisne i zanimljive!

materijala

Svaki elektrovakuum uređaj ima elektrodu dizajniranu za emisiju (emisija) elektrona. Ova elektroda se naziva katoda. Elektroda dizajnirana da primi elektrone koje emituje katoda naziva se anoda.

Na anodu se primjenjuje veći i pozitivni potencijal u odnosu na katodu.

Katoda treba dati veliku emisionu struju po jedinici površine pri najnižoj mogućoj temperaturi grijanja i imati dug vijek trajanja. Katoda se zagrijava u elektrovakuumskom uređaju strujom koja teče kroz nju.

Takve termoionske katode dijele se u dvije glavne grupe:

• katode sa direktnim filamentom,
• katode indirektnog grijanja (zagrijane).

katode direktno grijanje su metalna nit koja se direktno zagrijava strujom filamenta i služi za emitiranje elektrona ( pirinač. 6, a).

Površina zračenja direktno grijanih katoda je mala, pa se iz njih ne može dobiti velika emisiona struja. Nizak toplinski kapacitet filamenta ne dozvoljava korištenje naizmjenične struje za grijanje. Osim toga, kada se zagrije naizmjenična struja Temperatura katode nije konstantna u vremenu, pa se i emisiona struja mijenja s vremenom.

Pozitivno svojstvo direktno zagrijane katode je njena efikasnost, koja se postiže zahvaljujući maloj količini toplote koja se emituje u okolinu zbog male površine katode.

katode direktno grijanje su izrađene od volframove i niklovane žice. Međutim, velika radna funkcija (W 0 = 4,2 ÷ 4,5 V) određuje visoku radnu temperaturu katode, zbog čega katoda postaje neekonomična. Da bi se povećala efikasnost katode, volframova ili niklova žica (jezgra) se "aktivira" - prekrivena filmom drugog elementa. Takve katode se nazivaju aktivirane.

Ako se elektropozitivni film nanese na površinu jezgra (film od cezija, torija ili barija, koji imaju nižu radnu funkciju od materijala jezgre), tada se film polarizira: valentni elektroni prolaze u jezgro i nastaje razlika potencijala između pozitivno nabijenog filma i jezgre, ubrzavajući kretanje elektrona kada napusti jezgro. Radna funkcija katode s takvim monomolekularnim elektropozitivnim filmom manja je od radne funkcije elektrona iz osnovnog metala i metala filma. Kada je jezgro prekriveno elektronegativnim filmom, na primjer, kisikom, radna funkcija katode se povećava.

Zagrijane katode se izrađuju u obliku niklovanih navlaka, čija je površina prekrivena aktivnim metalnim slojem koji ima mali posao Izlaz ( pirinač. 6b). Unutar je postavljena katoda grijač- volframova nit ili spirala, koja se može zagrijati i jednosmjernom i naizmjeničnom strujom.

Za izolaciju grijača od rukavca, unutrašnjost potonjeg je prekrivena alundom (Al 2 O 3).

Zagrijane katode, zbog svoje velike termičke inercije, obično se napajaju naizmjeničnom strujom, velika površina čahure daje veliku emisionu struju. Zagrijane katode su, međutim, manje ekonomične i potrebno im je mnogo duže da se zagrijavaju od direktno grijanih katoda.

Parametri i karakteristike katoda

Katode karakteriziraju sljedeći glavni parametri:

1. Specifična emisija, određen veličinom struje od jednog kvadratnog centimetra emitivne površine katode pri normalnoj radnoj temperaturi.

U vakuumskim cijevima s aktiviranim katodama, umjesto specifične emisije, često se koristi parametar koji se naziva dozvoljena gustina katodne struje. Ovaj parametar karakterizira struja koja se može dobiti iz jednog kvadratnog centimetra površine katode pri normalnom (radnom) naponu niti. Rad na strujama sa katode, jednaka struji emisije u ovim lampama, dovodi do uništenja površine katodnog sloja.

2. Efikasnost, jednak katodna emisiona struja po vatu snage utrošene na grijanje:

H \u003d I e / P n (12)

gdje je I e - struja katodne emisije, ma; P n - snaga potrošena u krugu niti, vati.

3. Vek trajanja katode, mjereno u satima i karakterizira vrijeme tokom kojeg katoda zadržava potrebna svojstva performansi. Za jednostavne katode, vjeruje se da smanjenje promjera katode za 10% dovodi do njene smrti. Shodno tome, procjenjuje se i njihov vijek trajanja.

Vijek trajanja aktiviranih katoda određen je smanjenjem površine pokrivenosti katode aktivnim filmom (i, posljedično, pogoršanjem glavnih parametara lampe) za 20%.

Za odabir optimalnog načina rada katode potrebno je poznavati ovisnost emisione struje katode od njene temperature. Direktno mjerenje temperature užarene katode je teško, stoga se koristi tzv. žarulja ili emisiona karakteristika katode - grafički izražene ovisnosti struje ili emisione struje filamenta od napona ili struje žarne niti ( pirinač. 7, a).

U krugu postoje dva kruga: anoda i filament. Napon grijanja kontrolira voltmetar V1 direktno spojen na katodni krug; ako trebate znati struju niti, tada je u nju uključen ampermetar. U tom slučaju ampermetar treba spojiti na katodni terminal kroz koji struja žarne niti i anoda prolaze u istom smjeru: ovaj kraj žarne niti se više zagrijava i radi u najtežim termičkim uvjetima.

Veličina struje filamenta određena je razlikom između očitavanja ampermetra i očitavanja miliampermetra, ali prepolovljena (budući da otprilike polovina anodne struje prolazi kroz ovaj dio kruga).

Podrška konstantan napon na anodi, uklonite ovisnost emisione struje o naponu (ili struji) niti. Emisiona struja se pojavljuje počevši od katodnog napona od 1-1,5 V i naglo raste pri naponima niti blizu normalnih (radnih) vrijednosti.

Karakteristika I n \u003d ƒ (U n) (vidi. pirinač. 7, a) treba ukloniti s otvorenim anodnim krugom. Karakteristika žarulje je nelinearna, jer s povećanjem temperature katode raste njen otpor. U ovom slučaju, struja filamenta raste manje nego što raste napon žarne niti.

Proučavanje industrija kao što su elektrohemija i obojena metalurgija, nemoguće je bez potpunog razumijevanja pojmova katoda i anoda. Istovremeno, ovi pojmovi su sastavni dio vakuumskih i poluvodičkih elektronskih uređaja.

Katoda i anoda u elektrohemiji

Elektrohemiju treba shvatiti kao sekciju fizička hemija koji proučava hemijske procese izazvane dejstvom električne struje, kao i električnih pojava, zvao hemijski procesi. Postoje dvije glavne vrste elektrohemijskih operacija:

• Procedura konverzije električni udar u hemijsku reakciju zvanu elektroliza;
• Proces pretvaranja hemijske reakcije u električnu struju, nazvan galvanski proces.

U elektrohemiji pojmovi anoda i katoda znače sljedeće:

1. Elektroda na kojoj se odvija reakcija oksidacije naziva se anoda;
2. Elektroda na kojoj se provodi postupak redukcije naziva se katoda.

Oksidacijske procese treba shvatiti kao postupak u kojem čestica odustaje od elektrona. Proces oporavka podrazumijeva postupak prihvatanja elektrona od strane čestice. U skladu s tim, čestice koje doniraju elektrone nazivaju se "redukanti" i podložne su oksidaciji. Čestice koje prihvataju elektrone nazivaju se "oksidanti" i reduciraju se.

Obojena metalurgija uveliko koristi proces elektrolize za izolaciju metala iz iskopanih ruda i njihovu daljnju rafinaciju. U postupku elektrolize koriste se topljive i nerastvorljive anode, a sami procesi se nazivaju elektrorafiniranje, odnosno elektroekstrakcija.

Katoda u vakuumskim uređajima

Jedna od varijanti elektrovakuumskih uređaja je elektronska lampa. Svrha električnih lampi je regulacija protoka elektrona koji lebde u vakuumu između drugih elektroda. Strukturno, električna lampa izgleda kao zapečaćeni cilindar posude, sa malim metalnim vodovima postavljenim u sredini. Broj izvoda ovisi o vrsti radio cijevi.

Kao dio bilo koje radio cijevi, slijedeći elementi:

• Cathode;
• Anoda;
• Grid.

Katoda električne lampe je zagrijana elektroda spojena na "minus" napajanja i emituje elektrone koji se zagrijavaju. Ovi elektroni se kreću prema anodi spojenoj na "plus". Proces emitiranja elektrona iz zagrijane katode naziva se toplotna emisija, a struja koja je nastala u ovom slučaju naziva se toplotna emisiona struja. Metoda grijanja određuje vrste katoda:

• Katoda za direktno grijanje;
• Katoda za indirektno grijanje.

Katoda direktnog zagrijavanja je jak volfram provodnik visokog otpora. Katoda se zagrijava primjenom napona na nju.

Bitan! Karakteristike direktno grijanih vakumskih cijevi uključuju brzo pokretanje lampe uz manju potrošnju energije, iako na štetu vijeka trajanja. Budući da je struja napajanja takvih svjetiljki konstantna, njihova upotreba u okruženju naizmjenične struje je ograničena.

Električne žarulje, u kojima je grijaća nit smještena unutar katode, izrađena u obliku cilindra, nazivaju se radio lampe indirektnog grijanja.

Strukturno, anoda izgleda kao ploča ili kutija postavljena oko katode sa mrežom i koja ima potencijal suprotan katodi. Dodatne elektrode postavljene između anode i katode, nazvane rešetka, koriste se za kontrolu protoka elektrona.

Katoda u poluvodičkim uređajima

Poluvodički uređaji uključuju uređaje koji se sastoje od određene supstance električni otpor koji je veći od otpora provodnika, ali manji od otpora dielektrika. Značajke takvih uređaja uključuju veliku ovisnost električne provodljivosti o koncentraciji aditiva i učinku električne struje. Svojstva p-n spoj i odrediti principe rada većine poluprovodničkih komponenti.

Najjednostavniji predstavnik poluvodičkih komponenti je dioda. Ovo je element koji ima dva izlaza i jedan p-n spoj, karakteristična karakteristikašto pogoduje protoku struje u jednom pravcu.

Katoda je elektroda uređaja koja je spojena na negativni pol izvora struje. Anoda je njegova suprotnost. Ovo je elektroda uređaja spojena na pozitivni pol izvora struje.

Bilješka! Da biste lakše zapamtili razliku između njih, koristite cheat sheet. U riječima "katoda" - "minus", "anoda" - "plus" isti broj pisma.

Primjena u elektrohemiji

U ovoj grani hemije katoda je negativno naelektrisana električni provodnik(elektroda) koja privlači pozitivno nabijene ione (katjone) na sebe tokom procesa oksidacije i redukcije.

Elektrolitička rafinacija je elektroliza legura i vodeni rastvori. Većina obojenih metala prolazi kroz takvo čišćenje. Uz pomoć elektrolitičkog pročišćavanja dobiva se metal visoke čistoće. Dakle, stepen čistoće bakra nakon rafiniranja dostiže 99,99%.

Elektrolitički proces se odvija na pozitivnom električnom provodniku tokom rafiniranja ili prečišćavanja. Pri tome se metal sa nečistoćama stavlja u elektrolitičku ćeliju i pravi anodu. Takvi procesi se izvode uz pomoć vanjskog izvora. električna energija i nazivaju se reakcijama elektrolize. Izvodi se u elektrolizerima. Obavlja funkciju električne pumpe koja ubrizgava negativno nabijene čestice (elektrone) u negativni provodnik i uklanja ga s anode. Odakle dolazi struja je nebitno.

Na katodi se metal čisti od stranih nečistoća. Jednostavna katoda je napravljena od volframa, ponekad tantala. Prednost volframove negativne elektrode je stabilnost njene proizvodnje. Među nedostacima - ima nisku efikasnost i neekonomičan. Kompleksne katode imaju razni uređaj. Mnogi od ovih tipova provodnika imaju čisti metal na vrhu se nanosi poseban sloj, koji aktivira postizanje većih performansi pri relativnom niske temperature. Veoma su ekonomični. Njihov nedostatak je mala stabilnost performansi.

Gotovi čisti metal se još naziva i katoda. Na primjer, katoda od cinka ili platine. U proizvodnji se negativni provodnik odvaja od katodne baze pomoću mašina za skidanje katode.

Kada se negativno nabijene čestice uklone iz električnog vodiča, na njemu se stvara anoda, a kada se negativno nabijene čestice ubrizgavaju u električni vodič, stvara se katoda. Tokom elektrolize metala koji se pročišćava, njegovi pozitivni ioni privlače negativno nabijene čestice na sebe na negativnom vodiču i dolazi do procesa redukcije. Najčešće korištene anode su:

• cink;
• kadmijum;
• bakar;
• nikal;
• lim;
• zlato;
• srebro;
• platina.

Najčešće se u proizvodnji koriste cinkove anode. Oni su:

• valjani;
• cast;
• sferni.

Najčešće se koriste valjane cink anode. I dalje koristite nikl i bakar. Ali kadmijum se gotovo nikada ne koristi zbog svoje toksičnosti za okolinu. Brončane i limene anode se koriste u proizvodnji elektronskih štampanih ploča.

Galvanizacija (galvanizacija) je proces nanošenja tankog sloja metala na drugi predmet kako bi se spriječila korozija proizvoda, oksidacija kontakata u elektronici, otpornost na habanje, dekoracija. Suština procesa je ista kao kod rafiniranja.

Cink i kalaj se koriste za povećanje otpornosti proizvoda na koroziju. Pocinkovanje može biti hladno, toplo, galvansko, gasno-termalno i toplotno difuziono. Zlato se koristi uglavnom u zaštitne i dekorativne svrhe. Srebro povećava otpornost kontakata električnih uređaja na oksidaciju. Krom - za povećanu otpornost na habanje i zaštitu od korozije. Hromiranje daje proizvodima lijep i skup izgled. Koristi se za nanošenje na ručke, slavine, felge, itd. Proces hromiranja je toksičan, stoga je strogo reguliran zakonom različite zemlje. Na slici ispod prikazan je način galvanizacije niklom.

Primjena u vakuumskim elektronskim uređajima

Ovdje katoda djeluje kao izvor slobodnih elektroda. Nastaju u toku njihovog izbijanja iz metala visoke temperature. Pozitivno nabijena elektroda privlači elektrone koje oslobađa negativni provodnik. U različitim uređajima, on različitim stepenima sakuplja ih. U elektronskim cijevima potpuno privlači negativno nabijene čestice, au uređajima katodnih zraka - djelomično, formirajući elektronski snop na kraju procesa.

Oni koji se bave praktičnom elektronikom moraju znati o anodi i katodi izvora napajanja. Kako i kako se zove? Zašto tačno? Doći će do detaljnog razmatranja teme sa stanovišta ne samo radio-amatera, već i hemije. Najpopularnije objašnjenje je da je anoda pozitivna elektroda, a katoda negativna. Nažalost, ovo nije uvijek tačno i nepotpuno. Da biste mogli odrediti anodu i katodu, morate imati teorijsku osnovu i znati šta i kako. Pogledajmo ovo u članku.

Anoda

Okrenimo se GOST 15596-82, koji se bavi hemikalijama.Zainteresovani smo za informacije objavljene na trećoj stranici. Prema GOST-u, anoda je negativna elektroda. To je to! Zašto tačno? Činjenica je da kroz njega električna struja ulazi iz vanjskog kola u sam izvor. Kao što vidite, nije sve tako lako kao što se čini na prvi pogled. Može se savjetovati da pažljivo razmotrite slike predstavljene u članku ako vam se sadržaj čini previše kompliciranim - pomoći će vam da shvatite što vam autor želi prenijeti.

Katoda

Okrećemo se istom GOST 15596-82. pozitivna elektroda hemijski izvor struja je ona iz koje izlazi u vanjsko kolo. Kao što možete vidjeti, podaci sadržani u GOST 15596-82 razmatraju situaciju iz drugačije perspektive. Stoga, kada se konsultujete sa drugim ljudima o određenim strukturama, morate biti veoma oprezni.

Pojava pojmova

Uveo ih je Faraday u januaru 1834. kako bi se izbjegle nejasnoće i postigla veća tačnost. Ponudio je i svoju verziju pamćenja na primjeru Sunca. Dakle, njegova anoda je izlazak sunca. Sunce se kreće gore (struja ulazi). Katoda je ulaz. Sunce zalazi (struja nestaje).

Primjer radio cijevi i diode

Nastavljamo da razumijemo šta se koristi za označavanje čega. Pretpostavimo da imamo jednog od ovih potrošača energije otvoreno stanje(u direktnoj vezi). Dakle, iz vanjskog kruga diode, električna struja ulazi u element kroz anodu. Ali nemojte da vas zbuni ovo objašnjenje sa smjerom elektrona. Kroz katodu, električna struja teče iz korištenog elementa u vanjsko kolo. Situacija koja se sada razvila podsjeća na slučajeve kada ljudi gledaju obrnutu sliku. Ako su ove oznake složene, zapamtite da ih samo kemičari moraju razumjeti na ovaj način. Sada uradimo obrnuto. Može se vidjeti da poluvodičke diode praktički neće provoditi struju. Jedini mogući izuzetak ovdje je obrnuti raščlanjivanje elemenata. A elektrovakuumske diode (kenotroni, radio cijevi) uopće neće provoditi obrnutu struju. Stoga se smatra (uslovno) da on ne prolazi kroz njih. Stoga, formalno, zaključci anode i katode diode ne ispunjavaju svoje funkcije.

Zašto dolazi do zabune?

Konkretno da bi se olakšalo učenje i praktična upotreba, odlučeno je da se diodni elementi imena pinova neće mijenjati ovisno o njihovoj shemi preklapanja, i da će biti "prikačeni" na fizičke pinove. Ali to se ne odnosi na baterije. Dakle, za poluvodičke diode sve ovisi o vrsti vodljivosti kristala. U vakuumskim cijevima ovo je pitanje vezano za elektrodu koja emituje elektrone na mjestu filamenta. Naravno, ovdje postoje određene nijanse: na primjer, kroz kao što su supresor i zener dioda, obrnuta struja može malo teći, ali ovdje postoji specifičnost koja je očito izvan okvira članka.

Rad sa električnom baterijom

To je stvarno klasičan primjer hemijski izvor električne struje koji je obnovljiv. Baterija je u jednom od dva načina rada: punjenje/pražnjenje. U oba ova slučaja doći će do različitog smjera električne struje. Ali imajte na umu da se polaritet elektroda neće promijeniti. I mogu igrati različite uloge:

1. Prilikom punjenja pozitivna elektroda prima električnu struju i anoda je, a negativna je oslobađa i naziva se katoda.
2. U nedostatku kretanja, nema smisla govoriti o njima.
3. Tokom pražnjenja, pozitivna elektroda oslobađa električnu struju i predstavlja katodu, dok negativna elektroda prima i naziva se anoda.

Recimo koju riječ o elektrohemiji

Ovdje se koriste nešto drugačije definicije. Dakle, anoda se smatra elektrodom na kojoj se odvijaju oksidativni procesi. I sjećanje školski kurs hemija, možeš li odgovoriti šta se dešava u drugom dijelu? Elektroda na kojoj curi procesi oporavka naziva se katoda. Ali nema spominjanja elektronskih uređaja. Razmotrimo vrijednost redoks reakcija za nas:

1. Oksidacija. Postoji proces trzanja elektrona od strane čestice. Neutralni se pretvara u pozitivan ion, a negativni se neutralizira.
2. Oporavak. Postoji proces dobijanja elektrona pomoću čestice. Pozitivan se pretvara u neutralni ion, a zatim u negativ s ponavljanjem.
3. Oba procesa su međusobno povezana (na primjer, broj elektrona koji se predaju jednak je njihovom dodanom broju).

Faraday je također uveo nazive za elemente koji učestvuju u hemijskim reakcijama za označavanje:

1. Kationi. Ovo je naziv pozitivno nabijenih jona koji se kreću prema negativnom polu (katodi).
2. Anioni. Ovo je naziv negativno nabijenih jona koji se kreću u otopini elektrolita prema pozitivnom polu (anodi).

Kako se odvijaju hemijske reakcije?

Oksidativne i redukcijske polureakcije su odvojene u prostoru. Prijelaz elektrona između katode i anode ne vrši se direktno, već zahvaljujući vodiču vanjskog kola, na kojem se stvara električna struja. Ovdje možete promatrati međusobnu transformaciju električnih i hemijski oblik energije. Zbog toga se formira eksterno kolo sistema provodnika različite vrste(koje su elektrode u elektrolitu) i potrebno je koristiti metal. Vidite, napon između anode i katode postoji, kao i jedna nijansa. A da nema elementa koji ih sprečava da direktno izvrše potreban proces, tada bi vrijednost izvora kemijske struje bila vrlo niska. I tako, zbog činjenice da punjenje treba da prođe kroz tu šemu, oprema je sastavljena i radi.

Šta je šta: korak 1

Hajde sada da definišemo šta je šta. Uzmimo galvanska ćelija Jacobi-Daniel. S jedne strane, sastoji se od cink elektrode, koja je uronjena u otopinu cink sulfata. Zatim dolazi porozna pregrada. A sa druge strane je bakarna elektroda, koja se nalazi u rastvoru. One su u kontaktu jedna sa drugom, ali hemijske karakteristike a pregrada nije dozvoljena da se miješa.

Korak 2: Proces

Dolazi do oksidacije cinka, a elektroni se kreću duž vanjskog kola do bakra. Tako se ispostavilo da galvanska ćelija ima negativno nabijenu anodu i pozitivnu katodu. Štaviše, ovaj proces može da se odvija samo u slučajevima kada elektroni imaju gde da "odu". Činjenica je da prisutnost "izolacije" sprječava dolazak direktno s elektrode na drugu.

Korak 3: Elektroliza

Pogledajmo proces elektrolize. Instalacija za njen prolaz je posuda u kojoj se nalazi otopina ili talina elektrolita. U njega se spuštaju dvije elektrode. Oni su povezani sa izvorom. jednosmerna struja. Anoda je u ovom slučaju elektroda koja je spojena na pozitivni pol. Ovdje se odvija oksidacija. Negativno nabijena elektroda je katoda. Ovdje se odvija reakcija redukcije.

Korak 4: Konačno

Stoga, kada se radi s ovim konceptima, uvijek se mora uzeti u obzir da se anoda ne koristi u 100% slučajeva za označavanje negativne elektrode. Također, katoda može povremeno izgubiti svoj pozitivni naboj. Sve ovisi o tome koji se proces odvija na elektrodi: reduktivni ili oksidativni.

Zaključak

Ovako je sve - nije baš teško, ali ne možete reći da je jednostavno. Razmotrili smo galvansku ćeliju, anodu i katodu sa stanovišta kruga, a sada ne biste trebali imati problema s povezivanjem izvora napajanja s vremenom rada. I na kraju, morate ostaviti još neke vrijedne informacije za vas. Uvijek morate uzeti u obzir razliku koju ima anoda. Stvar je u tome što će prva uvijek biti malo velika. To je zbog koeficijenta korisna akcija ne radi sa indikatorom od 100% i dio punjenja se raspršuje. Upravo zbog toga možete vidjeti da baterije imaju ograničenje koliko puta se mogu puniti i isprazniti.