Med en positiv ladning og katoden. Elektrokjemi og galvanisering

Blant begrepene innen elektrisk er det slike begreper som anode og katode. Dette gjelder strømforsyninger, galvanisering, kjemi og fysikk. Begrepet finnes også i vakuum- og halvlederelektronikk. De utpeker konklusjonene eller kontaktene til enheter og hvordan elektrisk skilt de besitter. I denne artikkelen vil vi fortelle deg hva en anode og en katode er, samt hvordan du bestemmer hvor de er i elektrolysatoren, dioden og batteriet, hvilke av dem er pluss og hvilke er minus.

Elektrokjemi og galvanisering

Det er to hovedgrener innen elektrokjemi:

1. Galvaniske celler - produksjon av elektrisitet gjennom kjemisk reaksjon. Disse elementene inkluderer batterier og akkumulatorer. De kalles ofte kjemiske strømkilder.
2. Elektrolyse er effekten av elektrisk energi på en kjemisk reaksjon. med enkle ord– Ved hjelp av en strømkilde utløses en form for reaksjon.

Tenk på en redoksreaksjon i en galvanisk celle, hvilke prosesser finner så sted på elektrodene?

• Anode- elektroden som den er observert på oksidativ reaksjon , altså han donerer elektroner. Elektroden der oksidasjonsreaksjonen finner sted kalles reduksjonsmiddel.
• Katode- elektroden som strømmer på reduserende reaksjon , altså han aksepterer elektroner. Elektroden der reduksjonsreaksjonen skjer kalles oksidasjonsmiddel.

Dette reiser spørsmålet - hvor er plusset, og hvor er batteriets minus? Basert på definisjonen, for en galvanisk celle anode donerer elektroner.

Viktig! I GOST 15596-82 er den offisielle definisjonen av navnene på konklusjonene til kjemiske strømkilder gitt, kort sagt, deretter pluss på katoden og minus på anoden.

PÅ denne saken flyten av elektrisk strøm vurderes langs lederen til den eksterne kretsen fra oksidasjonsmiddel (katode) til redusering (anode). Siden elektronene i kretsen flyter fra minus til pluss, og elektrisitet tvert imot, så er katoden et pluss, og anoden er et minus.

Merk følgende: strøm går alltid inn i anoden!

Eller det samme i diagrammet:

Prosessen med elektrolyse eller batterilading

Disse prosessene ligner og er omvendt til en galvanisk celle, siden energi her ikke kommer fra en kjemisk reaksjon, men omvendt – en kjemisk reaksjon skjer pga. ekstern kilde elektrisitet.

I dette tilfellet kalles pluss til strømkilden også katoden, og minus anoden. Men kontaktene til den ladede galvaniske cellen eller elektrodene til elektrolysatoren vil allerede ha motsatte navn, la oss se hvorfor!

Viktig! Ved utlading av en galvanisk celle er anoden minus, katoden er pluss, og omvendt ved lading.

Siden strømmen fra den positive polen til strømkilden tilføres den positive polen til batteriet, kan sistnevnte ikke lenger være katoden. Med henvisning til det foregående kan vi konkludere med at i dette tilfellet bytter batterielektrodene betinget plass under lading.

Deretter kalles anoden gjennom elektroden til den ladede galvaniske cellen, som den elektriske strømmen flyter inn i. Det viser seg at når du lader et batteri, blir plusset anoden, og minus blir katoden.

Prosessene med metallavsetning som et resultat av en kjemisk reaksjon under påvirkning av en elektrisk strøm (under elektrolyse) kalles galvanisering. Dermed fikk verden sølvbelagte, forgylte, forkrommede eller andre metallbelagte smykker og detaljer. Denne prosessen brukes både til dekorative og anvendte formål - for å forbedre korrosjonsmotstanden til forskjellige komponenter og sammenstillinger av mekanismer.

Prinsippet for drift av installasjoner for påføring av galvanisering ligger i bruken av løsninger av salter av elementene som delen vil bli belagt med som en elektrolytt.

Ved elektroplettering er anoden også en elektrode som den positive utgangen til strømkilden er koblet til, henholdsvis katoden i dette tilfellet er minus. I dette tilfellet blir metallet avsatt (redusert) på den negative elektroden (reduksjonsreaksjon). Det vil si, hvis du vil lage en gullbelagt ring med egne hender, koble den negative terminalen til strømforsyningen til den og plasser den i en beholder med riktig løsning.

I elektronikk

Elektroder eller ben til halvleder- og vakuumelektroniske enheter kalles også ofte anoden og katoden. Tenk på den konvensjonelle grafiske betegnelsen til en halvlederdiode i diagrammet:

Som vi kan se, er anoden til dioden koblet til batteriets positive. Det er så kalt av samme grunn - i alle fall strømmer strømmen inn i denne terminalen på dioden. På et ekte element er det en markering i form av en stripe eller en prikk på katoden.

LED-en er lik. På 5 mm lysdioder er innsiden synlig gjennom pæren. Den største halvdelen er katoden.

Dette er også tilfellet med tyristoren, pinnetilordningen og den "unipolare" bruken av disse trebeinte komponentene gjør den til en kontrollert diode:

For en vakuumdiode er anoden også koblet til pluss, og katoden til minus, som er vist i diagrammet nedenfor. Selv om når en omvendt spenning påføres, vil navnene på disse elementene ikke endre seg, til tross for strømmen av elektrisk strøm i motsatt retning, om enn en liten en.

Med passive elementer som kondensatorer og motstander er situasjonen annerledes. Motstanden har ikke en separat katode og anode, strømmen kan flyte i den i alle retninger. Du kan gi et hvilket som helst navn til konklusjonene, avhengig av situasjonen og den aktuelle kretsen. Vanlige ikke-polare kondensatorer også. Mindre vanlig observeres en slik separasjon ved kontaktnavn i elektrolytiske kondensatorer.

Konklusjon

Så la oss oppsummere ved å svare på spørsmålet: hvordan huske hvor er pluss, hvor er minus av katoden med anoden? Det er en praktisk mnemonisk regel for elektrolyse, batterilading, galvanisering og halvlederenheter. Disse ordene med lignende navn har samme antall bokstaver, som illustrert nedenfor:

I alle disse tilfellene renner strømmen ut av katoden og går inn i anoden.

Ikke bli forvirret av forvirringen: "hvorfor har batteriet en positiv katode, og når det lades, blir det negativt?". Husk, for alle elektroniske elementer, så vel som elektrolysatorer og galvanisering - generelt, for alle energiforbrukere, er anoden utgangen koblet til pluss. Det er her forskjellene slutter, nå er det lettere for deg å finne ut hva som er pluss, hva er minus mellom utgangene til elementene og enhetene.

Nå vet du hva en anode og en katode er, og hvordan du kan huske dem raskt nok. Vi håper at informasjonen som ble gitt var nyttig og interessant for deg!

materialer

Enhver elektrovakuumenhet har en elektrode designet for emisjon (emisjon) av elektroner. Denne elektroden kalles katoden. Elektroden designet for å motta elektronene som sendes ut av katoden kalles anoden.

Et høyere og positivt potensial i forhold til katoden påføres anoden.

Katode skal gi stor emisjonsstrøm per enhetsflate ved lavest mulig oppvarmingstemperatur og ha lang levetid. Katoden varmes opp i en elektrovakuumanordning av en strøm som flyter gjennom den.

Slike termioniske katoder er delt inn i to hovedgrupper:

• direkte filamentkatoder,
• katoder av indirekte oppvarming (oppvarmet).

katoder direkte oppvarming er en metalltråd, som varmes opp direkte av glødetråden og tjener til å avgi elektroner ( ris. 6, a).

Strålingsoverflaten til direkte oppvarmede katoder er liten, så en stor emisjonsstrøm kan ikke oppnås fra dem. Den lave varmekapasiteten til filamentet tillater ikke bruk av vekselstrøm for oppvarming. I tillegg ved oppvarming vekselstrøm Katodetemperaturen er ikke konstant i tid, og derfor endres emisjonsstrømmen også med tiden.

En positiv egenskap til en direkte oppvarmet katode er dens effektivitet, som oppnås på grunn av den lille mengden varme som utstråles i miljøet på grunn av den lille overflaten til katoden.

katoder direkte oppvarming er laget av wolfram og nikkeltråd. Imidlertid bestemmer en stor arbeidsfunksjon (W 0 = 4,2 ÷ 4,5 V) den høye driftstemperaturen til katoden, som et resultat av at katoden blir uøkonomisk. For å øke effektiviteten til katoden blir wolfram- eller nikkeltråden (kjernen) "aktivert" - dekket med en film av et annet element. Slike katoder kalles aktiverte.

Hvis en elektropositiv film avsettes på kjerneoverflaten (en film av cesium, thorium eller barium, som har en lavere arbeidsfunksjon enn kjernematerialet), blir filmen polarisert: valenselektroner går inn i kjernen, og det oppstår en potensiell forskjell. mellom den positivt ladede filmen og kjernen, og akselererer bevegelseselektronet når det forlater kjernen. Arbeidsfunksjonen til en katode med en slik monomolekylær elektropositiv film er mindre enn arbeidsfunksjonen til et elektron fra både basismetallet og metallet i filmen. Når kjernen er dekket med en elektronegativ film, for eksempel med oksygen, øker arbeidsfunksjonen til katoden.

Oppvarmede katoder er laget i form av nikkelhylser, hvis overflate er dekket med et aktivt metalllag med liten jobb exit ( ris. 6b). Inne i katoden er plassert varmeapparat- en wolframfilament eller spiral, som kan varmes opp med både like- og vekselstrøm.

For å isolere varmeren fra hylsen er innsiden av sistnevnte dekket med alundum (Al 2 O 3).

Oppvarmede katoder, på grunn av deres store termiske treghet, mates vanligvis med vekselstrøm, en stor overflate av hylsen gir en stor emisjonsstrøm. Oppvarmede katoder er imidlertid mindre økonomiske og tar mye lengre tid å varme opp enn direkte oppvarmede katoder.

Parametre og egenskaper for katoder

Katoder er preget av følgende hovedparametre:

1. Spesifikt utslipp, bestemt av størrelsen på strømmen fra en kvadratcentimeter av katodens emitterende overflate ved normal driftstemperatur.

I vakuumrør med aktiverte katoder, i stedet for spesifikk emisjon, brukes ofte en parameter kalt tillatt katodestrømtetthet. Denne parameteren er preget av strømmen som kan oppnås fra en kvadratcentimeter av katodeoverflaten ved en normal (arbeids) glødetrådspenning. Arbeid med strømmer fra katoden, lik strømmen utslipp i disse lampene, fører til ødeleggelse av overflaten av katodelaget.

2. Effektivitet, lik katodeutslippsstrøm per watt effekt brukt på oppvarming:

H \u003d I e / P n (12)

hvor I e - katodeutslippsstrøm, ma; P n - kraften brukt i filamentkretsen, watt.

3. Service liv katode, målt i timer og karakteriserer tiden hvor katoden beholder de nødvendige ytelsesegenskapene. For enkle katoder antas det at en reduksjon i katodediameteren med 10% fører til dens død. Følgelig er deres levetid også estimert.

Levetiden til aktiverte katoder bestemmes av en reduksjon i katodedekningsområdet med en aktiv film (og følgelig en forringelse av lampens hovedparametre) med 20%.

For å velge den optimale driftsmodusen til katoden, er det nødvendig å vite avhengigheten av katodeutslippsstrømmen på dens temperatur. Direkte måling av temperaturen til en glødekatode er vanskelig, derfor brukes den såkalte gløde- eller emisjonskarakteristikken til katoden - grafisk uttrykte avhengigheter av glødestrømmen eller emisjonsstrømmen på glødetrådens spenning eller strøm ( ris. 7, a).

Det er to kretser i kretsen: anode og filament. Oppvarmingsspenningen styres av et voltmeter V1 direkte koblet til katodekretsen; hvis du trenger å vite filamentstrømmen, er det inkludert et amperemeter. I dette tilfellet bør amperemeteret kobles til katodeterminalen som filament- og anodestrømmene passerer i samme retning: denne enden av filamentet varmes opp mer og fungerer under de vanskeligste termiske forholdene.

Størrelsen på filamentstrømmen bestemmes av forskjellen mellom avlesningene til amperemeteret og avlesningene til milliammeteret, men halvert (siden omtrent halvparten av anodestrømmen går gjennom denne delen av kretsen).

Støtte konstant spenning på anoden, fjern avhengigheten av emisjonsstrømmen på spenningen (eller strømmen) til glødetråden. Emisjonsstrømmen vises fra en katodespenning på 1-1,5 V og øker kraftig ved filamentspenninger nær normale (arbeids)verdier.

Karakteristisk I n \u003d ƒ (U n) (se. ris. 7, a) skal fjernes med anodekretsen åpen. Glødekarakteristikken er ikke-lineær, siden med en økning i temperaturen på katoden øker motstanden. I dette tilfellet øker filamentstrømmen mindre enn filamentspenningen øker.

Studiet av bransjer som elektrokjemi og ikke-jernholdig metallurgi, er umulig uten en full forståelse av begrepene katode og anode. Samtidig er disse begrepene en integrert del av vakuum og halvleder elektroniske enheter.

Katode og anode i elektrokjemi

Elektrokjemi skal forstås som avsnittet fysisk kjemi som studerer de kjemiske prosessene forårsaket av virkningen av en elektrisk strøm, samt elektriske fenomener, kalt kjemiske prosesser. Det er to hovedtyper av elektrokjemiske operasjoner:

• Konverteringsprosedyre elektrisk påvirkning inn i en kjemisk reaksjon kalt elektrolyse;
• Prosessen med å konvertere en kjemisk reaksjon til en elektrisk strøm, kalt den galvaniske prosessen.

I elektrokjemi betyr begrepene anode og katode følgende:

1. Elektroden der oksidasjonsreaksjonen finner sted kalles anode;
2. Elektroden som reduksjonsprosedyren utføres på kalles katoden.

Oksidasjonsprosesser skal forstås som en prosedyre der en partikkel gir fra seg elektroner. Gjenopprettingsprosessen innebærer prosedyren for å akseptere elektroner av en partikkel. Følgelig blir partikler som donerer elektroner referert til som "reduktanter" og er utsatt for oksidasjon. Partiklene som aksepterer elektroner kalles "oksidanter" og reduseres.

Ikke-jernholdig metallurgi bruker elektrolyseprosessen i stor utstrekning for å isolere metaller fra utvunne malmer og videreforedle dem. I elektrolyseprosedyren brukes løselige og uløselige anoder, og selve prosessene kalles henholdsvis elektroraffinering og elektroekstraksjon.

Katode i vakuumenheter

En av variantene av elektrovakuumenheter er en elektronlampe. Hensikten med elektriske lamper er å regulere strømmen av elektroner som driver i et vakuum mellom andre elektroder. Strukturelt ser den elektriske lampen ut som en forseglet kar-sylinder, med små metallledninger plassert i midten. Antall avledninger avhenger av typen radiorør.

Som en del av ethvert radiorør, følgende elementer:

• katode;
• anode;
• Nett.

Katoden til en elektrisk lampe er en oppvarmet elektrode koblet til "minus" av strømforsyningen og sender ut elektroner som blir oppvarmet. Disse elektronene beveger seg mot anoden koblet til "pluss". Prosessen med å sende ut elektroner fra en oppvarmet katode kalles termisk emisjon, og strømmen som har oppstått i dette tilfellet kalles termisk emisjonsstrøm. Oppvarmingsmetoden bestemmer typene katoder:

• Direkte oppvarming katode;
• Indirekte varmekatode.

Katoden for direkte oppvarming er en sterk wolframleder med høy motstand. Katoden varmes opp ved å legge spenning på den.

Viktig! Funksjonene til direkte oppvarmede vakuumrør inkluderer en rask oppstart av lampen med mindre strømforbruk, men på bekostning av levetiden. Siden forsyningsstrømmen til slike lamper er konstant, er deres bruk i et vekselstrømmiljø begrenset.

Elektriske lamper, der et varmeglødetråd er plassert inne i katoden, laget i form av en sylinder, kalles radiolamper for indirekte oppvarming.

Strukturelt ser anoden ut som en plate eller en boks plassert rundt katoden med et gitter og har et potensial motsatt katoden. Ytterligere elektroder plassert mellom anoden og katoden, kalt gitteret, brukes til å kontrollere strømmen av elektroner.

Katode i halvlederenheter

Halvlederenheter inkluderer enheter som består av et spesifikt stoff elektrisk motstand som er større enn motstanden til lederen, men mindre enn motstanden til dielektrikumet. Funksjonene til slike enheter inkluderer en stor avhengighet av elektrisk ledningsevne på konsentrasjonen av tilsetningsstoffer og effekten av elektrisk strøm. Eiendommer p-n-kryss og bestemme prinsippene for drift av de fleste halvlederkomponenter.

Den enkleste representanten for halvlederkomponenter er en diode. Dette er et element som har to utganger og ett p-n-kryss, særpreg som favoriserer strømmen i én retning.

Katoden er elektroden til enheten som er koblet til den negative polen til en strømkilde. Anode er det motsatte. Dette er elektroden til enheten koblet til den positive polen til strømkilden.

Merk! For å gjøre det lettere å huske forskjellen mellom dem, bruk et jukseark. Med ordene "katode" - "minus", "anode" - "pluss" samme nummer bokstaver.

Anvendelse i elektrokjemi

I denne grenen av kjemi er en katode en negativt ladet elektrisk leder(elektrode) som tiltrekker positivt ladede ioner (kationer) til seg selv under prosessene med oksidasjon og reduksjon.

Elektrolytisk raffinering er elektrolyse av legeringer og vandige løsninger. De fleste ikke-jernholdige metaller gjennomgår slik rensing. Ved hjelp av elektrolytisk rensing oppnås et metall med høy renhet. Dermed når renhetsgraden av kobber etter raffinering 99,99%.

En elektrolytisk prosess finner sted på den positive elektriske lederen under raffinering eller rensing. Under det blir metallet med urenheter plassert i en elektrolysecelle og laget en anode. Slike prosesser utføres ved hjelp av en ekstern kilde. elektrisk energi og kalles elektrolysereaksjoner. Utføres i elektrolysatorer. Den utfører funksjonen til en elektrisk pumpe som injiserer negativt ladede partikler (elektroner) inn i den negative lederen og fjerner den fra anoden. Hvor strømmen kommer fra er irrelevant.

Ved katoden renses metallet for fremmede urenheter. En enkel katode er laget av wolfram, noen ganger tantal. Fordelen med den negative wolframelektroden er stabiliteten ved fremstillingen. Blant manglene - den har lav effektivitet og uøkonomisk. Komplekse katoder har diverse enhet. Mange av disse ledertypene har rent metall et spesielt lag påføres på toppen, som aktiverer mottak av større ytelse på en relativt lave temperaturer. De er veldig økonomiske. Deres ulempe er en liten stabilitet i ytelsen.

Det ferdige rene metallet kalles også katoden. For eksempel en sink- eller platinakatode. I produksjonen skilles den negative lederen fra katodebasen ved hjelp av katodestripningsmaskiner.

Når negativt ladede partikler fjernes fra en elektrisk leder, dannes en anode på den, og når negativt ladede partikler injiseres på en elektrisk leder, dannes en katode. Under elektrolysen av metallet som skal renses, tiltrekker dets positive ioner negativt ladede partikler til seg selv på den negative lederen, og en reduksjonsprosess oppstår. De mest brukte anodene er:

• sink;
• kadmium;
• kobber;
• nikkel;
• tinn;
• gull;
• sølv;
• platina.

Oftest brukes sinkanoder i produksjonen. De er:

• rullet;
• støpt;
• sfærisk.

Valsede sinkanoder er mest brukt. Bruk fortsatt nikkel og kobber. Men kadmium brukes nesten aldri på grunn av deres giftighet for miljøet. Bronse- og tinnanoder brukes til fremstilling av elektroniske kretskort.

Galvanisering (galvanisering) er prosessen med å påføre et tynt lag av metall på en annen gjenstand for å forhindre korrosjon av produktet, oksidasjon av kontakter i elektronikk, slitestyrke, dekorasjon. Essensen av prosessen er den samme som i raffinering.

Sink og tinn brukes for å øke korrosjonsbestandigheten til produktet. Galvanisering kan være kald, varm, galvanisk, gass-termisk og termisk diffusjon. Gull brukes hovedsakelig til beskyttende og dekorative formål. Sølv øker motstanden til elektriske apparaters kontakter mot oksidasjon. Krom - for økt slitestyrke og beskyttelse mot korrosjon. Forkromning gir produktene et vakkert og kostbart utseende. Brukes til påføring på håndtak, kraner, felger osv. Forkromingsprosessen er giftig, derfor er den strengt regulert av loven forskjellige land. Bildet nedenfor viser metoden for galvanisering med nikkel.

Applikasjon i vakuum elektroniske enheter

Her fungerer katoden som en kilde til frie elektroder. De dannes i løpet av deres utslag av metallet under høye temperaturer. Den positivt ladede elektroden tiltrekker seg elektronene som frigjøres av den negative lederen. I forskjellige enheter, han varierende grader samler dem. I elektronrør tiltrekker det seg fullstendig negativt ladede partikler, og i katodestråleenheter - delvis, og danner en elektronstråle på slutten av prosessen.

De som er involvert i praktisk elektronikk trenger å vite om anoden og katoden til strømkilden. Hva og hvordan heter det? Hvorfor akkurat? Det vil være en grundig vurdering av emnet fra synspunktet ikke bare av amatørradio, men også kjemi. Den mest populære forklaringen er at anoden er den positive elektroden og katoden er den negative. Akk, dette er ikke alltid sant og ufullstendig. For å kunne bestemme anode og katode må du ha et teoretisk grunnlag og vite hva og hvordan. La oss ta en titt på dette i artikkelen.

Anode

La oss gå til GOST 15596-82, som omhandler kjemikalier.Vi er interessert i informasjonen som er lagt ut på den tredje siden. I følge GOST er anoden den negative elektroden. Det er det! Hvorfor akkurat? Faktum er at det er gjennom det at den elektriske strømmen kommer inn fra den eksterne kretsen inn i selve kilden. Som du kan se, er ikke alt så enkelt som det ser ut ved første øyekast. Det kan anbefales å nøye vurdere bildene som presenteres i artikkelen hvis innholdet virker for komplisert - de vil hjelpe deg å forstå hva forfatteren ønsker å formidle til deg.

Katode

Vi henvender oss til den samme GOST 15596-82. positiv elektrode kjemisk kilde strømmen er den som den går ut av til en ekstern krets. Som du kan se, vurderer dataene i GOST 15596-82 situasjonen fra et annet perspektiv. Derfor, når du rådfører deg med andre mennesker om visse strukturer, må du være veldig forsiktig.

Fremveksten av begreper

De ble introdusert av Faraday i januar 1834 for å unngå tvetydighet og oppnå større nøyaktighet. Han tilbød også sin egen versjon av memorering ved å bruke eksemplet med solen. Så anoden hans er soloppgang. Solen beveger seg opp (strømmen kommer inn). Katoden er inngangen. Solen går ned (strømmen går ut).

Eksempel på et radiorør og en diode

Vi fortsetter å forstå hva som brukes for å betegne hva. Anta at vi har en av disse energiforbrukerne inne åpen tilstand(i direkte tilknytning). Så fra den eksterne kretsen til dioden kommer en elektrisk strøm inn i elementet gjennom anoden. Men ikke bli forvirret av denne forklaringen med retningen til elektronene. Gjennom katoden flyter en elektrisk strøm ut av det brukte elementet inn i den eksterne kretsen. Situasjonen som har utviklet seg nå minner om tilfeller der folk ser på et omvendt bilde. Hvis disse betegnelsene er komplekse, husk at det bare er kjemikere som må forstå dem på denne måten. La oss nå gjøre det motsatte. Det kan sees at halvlederdioder praktisk talt ikke vil lede strøm. Det eneste mulige unntaket her er omvendt sammenbrudd av elementer. Og elektrovakuumdioder (kenotroner, radiorør) vil ikke lede omvendt strøm i det hele tatt. Derfor anses det (betinget) at han ikke går gjennom dem. Derfor, formelt, oppfyller ikke konklusjonene til anoden og katoden til dioden deres funksjoner.

Hvorfor er det forvirring?

Spesielt for å lette læring og praktisk bruk, ble det bestemt at diodeelementene til pinnenavnene ikke vil endre seg avhengig av bytteskjemaet deres, og de vil bli "festet" til de fysiske pinnene. Men dette gjelder ikke batterier. Så for halvlederdioder avhenger alt av typen ledningsevne til krystallen. I vakuumrør er dette spørsmålet knyttet til elektroden som sender ut elektroner på stedet for filamentet. Selvfølgelig er det visse nyanser her: for eksempel, gjennom for eksempel en undertrykker og en zenerdiode, kan en omvendt strøm flyte litt, men det er en spesifisitet her som helt klart ligger utenfor rammen av artikkelen.

Håndtere et elektrisk batteri

Det er på ekte klassisk eksempel en kjemisk kilde til elektrisk strøm som er fornybar. Batteriet er i en av to moduser: ladning/utlading. I begge disse tilfellene vil det være en annen retning av elektrisk strøm. Men merk at polariteten til elektrodene ikke endres. Og de kan spille forskjellige roller:

1. Under lading mottar den positive elektroden en elektrisk strøm og er anoden, og den negative slipper den og kalles katoden.
2. I mangel av bevegelse er det ingen vits i å snakke om dem.
3. Under utladning avgir den positive elektroden en elektrisk strøm og er katoden, mens den negative elektroden mottar og kalles anoden.

La oss si et ord om elektrokjemi

Her brukes litt andre definisjoner. Dermed betraktes anoden som en elektrode der oksidative prosesser finner sted. Og husker skolekurs kjemi, kan du svare på hva som skjer i den andre delen? Elektroden som lekkasjen på gjenopprettingsprosesser kalles katoden. Men det er ingen referanse til elektroniske enheter. La oss vurdere verdien av redoksreaksjoner for oss:

1. Oksidasjon. Det er en prosess med rekyl av et elektron med en partikkel. Det nøytrale blir til et positivt ion, og det negative nøytraliseres.
2. Gjenoppretting. Det er en prosess for å oppnå et elektron av en partikkel. Et positivt blir til et nøytralt ion, og deretter til et negativt med repetisjon.
3. Begge prosessene er sammenkoblet (for eksempel er antallet elektroner som gis bort lik antallet lagt til).

Faraday introduserte også navn på elementene som deltar i kjemiske reaksjoner for betegnelse:

1. Kationer. Dette er navnet på positivt ladede ioner som beveger seg mot den negative polen (katoden).
2. Anioner. Dette er navnet på de negativt ladede ionene som beveger seg i elektrolyttløsningen mot den positive polen (anode).

Hvordan foregår kjemiske reaksjoner?

Oksidative og reduserende halvreaksjoner er atskilt i rommet. Overgangen av elektroner mellom katoden og anoden utføres ikke direkte, men på grunn av lederen til den eksterne kretsen, som det dannes en elektrisk strøm på. Her kan du observere den gjensidige transformasjonen av elektrisk og kjemisk form energi. Derfor, for å danne en ekstern krets av systemet av ledere annen type(som er elektrodene i elektrolytten) og det er nødvendig å bruke metall. Du ser, spenningen mellom anoden og katoden eksisterer, så vel som en nyanse. Og hvis det ikke var noe element som hindrer dem i å utføre den nødvendige prosessen direkte, ville verdien av kildene til kjemisk strøm være veldig lav. Og så, på grunn av det faktum at ladningen må gå gjennom den ordningen, ble utstyret satt sammen og fungerer.

Hva er hva: trinn 1

La oss nå definere hva som er hva. La oss ta galvanisk celle Jacobi-Daniel. På den ene siden består den av en sinkelektrode, som er nedsenket i en løsning av sinksulfat. Så kommer den porøse skilleveggen. Og på den andre siden er det en kobberelektrode, som er plassert i en løsning.De er i kontakt med hverandre, men kjemiske egenskaper og skilleveggen får ikke blandes.

Trinn 2: Behandle

Oksidasjon av sink skjer, og elektroner beveger seg langs den eksterne kretsen til kobber. Så det viser seg at den galvaniske cellen har en negativt ladet anode og en positiv katode. Dessuten kan denne prosessen bare fortsette i tilfeller der elektronene har et sted å "gå". Faktum er at tilstedeværelsen av "isolasjon" forhindrer å komme direkte fra elektroden til en annen.

Trinn 3: Elektrolyse

La oss se på prosessen med elektrolyse. Installasjonen for passasjen er et kar der det er en løsning eller en elektrolyttsmelte. To elektroder senkes ned i den. De er koblet til kilden. likestrøm. Anoden i dette tilfellet er elektroden som er koblet til den positive polen. Det er her oksidasjon finner sted. Den negativt ladede elektroden er katoden. Det er her reduksjonsreaksjonen finner sted.

Trinn 4: Til slutt

Derfor, når man arbeider med disse konseptene, må det alltid tas i betraktning at anoden ikke brukes i 100 % av tilfellene for å betegne den negative elektroden. Dessuten kan katoden med jevne mellomrom miste sin positive ladning. Alt avhenger av hvilken prosess som foregår på elektroden: reduktiv eller oksidativ.

Konklusjon

Slik er alt - ikke veldig vanskelig, men du kan ikke si at det er enkelt. Vi har vurdert en galvanisk celle, en anode og en katode fra kretsens synspunkt, og nå skal du ikke ha problemer med å koble til strømforsyninger med driftstid. Og til slutt må du legge igjen litt mer verdifull informasjon til deg. Du må alltid ta hensyn til forskjellen som anoden har. Saken er at den første alltid vil være litt stor. Dette er fordi koeffisienten nyttig handling fungerer ikke med en indikator på 100 % og noen av kostnadene forsvinner. Det er på grunn av dette du kan se at batterier har en grense for hvor mange ganger de kan lades og utlades.