Quali sono l'anodo e il catodo?

il anodo e catodo sono i tipi di elettrodi che si trovano nelle celle elettrochimiche. Questi sono dispositivi in ​​grado di produrre energia elettrica attraverso una reazione chimica. Le celle elettrochimiche più utilizzate sono le batterie.

Esistono due tipi di celle elettrochimiche, le celle elettrolitiche e le celle galvaniche o fotovoltaiche. Nelle celle elettrolitiche, la reazione chimica che produce energia non avviene spontaneamente, ma la corrente elettrica viene trasformata in una reazione chimica di riduzione dell'ossidazione.

La cella galvanica è composta da due semicelle. Questi sono collegati da due elementi, un conduttore metallico e un ponte salino.

Il conduttore elettrico, come indica il nome, conduce elettricità perché ha una resistenza minima al movimento della carica elettrica. I migliori piloti sono di solito i metalli.

Il ponte salino è un tubo che collega le due semipelle, pur mantenendo il contatto elettrico dello stesso, e senza lasciare che i componenti di ciascuna cella si uniscano.Ogni semicella della cella galvanica contiene un elettrodo e un elettrolita.

Quando si verifica la reazione chimica, una delle mezze cellule perde elettroni nel suo elettrodo, attraverso il processo di ossidazione; mentre l'altro guadagna gli elettroni per il suo elettrodo, attraverso il processo di riduzione.

Processi di ossidazione nell'anodo e processi di riduzione al catodo

Definizione di anodo e catodo

anodo

Il nome dell'anodo deriva dal greco ανά (aná): verso l'alto e οδός (odós): via. Faraday è stato colui che ha coniato questo termine nel 19 ° secolo.

La migliore definizione dell'anodo è l'elettrodo che perde gli elettroni in una reazione di ossidazione. Normalmente è collegato al polo positivo del transito della corrente elettrica, ma questo non è sempre il caso.

Sebbene nelle batterie l'anodo sia il polo positivo, nelle luci a led è l'opposto, essendo l'anodo il polo negativo.

Normalmente viene definita la direzione della corrente elettrica, apprezzandola come un senso delle cariche libere, ma se il conduttore non è metallico, le cariche positive prodotte vengono trasferite al conduttore esterno.

Questo movimento implica che abbiamo cariche positive e negative che si muovono in direzioni opposte, quindi si dice che la direzione della corrente è il percorso delle cariche positive dei cationi che si trovano nell'anodo verso la carica negativa degli anodi che sono nel catodo.

Nelle celle galvaniche, avendo un conduttore metallico, la corrente generata nella reazione segue il percorso dal polo positivo al polo negativo.

Ma nelle celle elettrolitiche, non avendo un conduttore metallico, ma un elettrolita, si possono trovare ioni con carica positiva e negativa che si muovono in direzioni opposte.

Gli anodi termoionici ricevono la maggior parte degli elettroni che provengono dal catodo, riscaldano l'anodo e devono trovare un modo per dissipare. Questo calore viene generato nella tensione che si verifica tra gli elettroni.

Anodi speciali

Esiste uno speciale tipo di anodi, come quelli che si trovano all'interno dei raggi X. In questi tubi, l'energia prodotta dagli elettroni, oltre a produrre i raggi X, genera una grande energia che riscalda l'anodo.

Questo calore si verifica alla diversa tensione tra i due elettrodi ed esercita una pressione sugli elettroni. Quando gli elettroni si muovono nella corrente elettrica, colpiscono l'anodo trasmettendo il suo calore.

catodico

Il catodo è l'elettrodo con carica negativa, che nella reazione chimica subisce una reazione di riduzione, dove il suo stato di ossidazione si riduce quando riceve elettroni.

Come per l'anodo, fu Faraday a suggerire il termine cathode che deriva dal greco κατά [catá]: 'downward', e ὁδός [odós: 'camino'. A questo elettrodo, la carica negativa è stata attribuita ad esso nel tempo.

Questo approccio era falso, poiché a seconda del dispositivo in cui si trova, ha un carico o un altro.

Questa relazione con il polo negativo, come con l'anodo, nasce dal presupposto che la corrente fluisca dal polo positivo al polo negativo. Questo si presenta all'interno di una cella galvanica.

All'interno delle celle elettrolitiche, i mezzi di trasferimento dell'energia, non essendo in un metallo ma in un elettrolita, possono coesistere ioni negativi e positivi che si muovono in direzioni opposte. Ma d'accordo, si dice che la corrente passa dall'anodo al catodo.

Catodi speciali

Un tipo di catodi specifici sono i catodi termoionici. In questi, il catodo emette elettroni per effetto del calore.

Nelle valvole termoioniche, il catodo può riscaldarsi facendo circolare una corrente di riscaldamento in un filamento che è accoppiato ad esso.

Reazione all'equilibrio

Se prendiamo una cella galvanica, che è la cella elettrochimica più comune, possiamo formulare la reazione di equilibrio che viene generata.

Ogni semicella che costituisce la cella galvanica ha una tensione caratteristica nota come potenziale di riduzione. All'interno di ciascuna semicella avviene una reazione di ossidazione tra i diversi ioni.

Quando questa reazione raggiunge un equilibrio, la cellula non può fornire più tensione. In questo momento, l'ossidazione che si sta verificando nel semicerpo di quel momento avrà un valore positivo quanto più ci si avvicina all'equilibrio. Il potenziale della reazione sarà maggiore quanto più l'equilibrio è raggiunto.

Quando l'anodo è in equilibrio, inizia a perdere elettroni che passano attraverso il conduttore al catodo.

Al catodo sta avvenendo la reazione di riduzione, più lontano è l'equilibrio più il potenziale avrà la reazione quando si verificherà e verranno prelevati gli elettroni provenienti dall'anodo.

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