Jak porozumět tomu, co je katoda a co anoda?

Klasické termíny z fyziky a chemie se často vyskytují v návodech na používání moderních přístrojů. Je nutné přesně vědět, co taková definice znamená a jak ji aplikovat na určité struktury a jevy.

Co je to anoda a katoda

S pojmy anoda a katoda se spotřebitel setkává při nabíjení a vybíjení baterie, nabíjení a servisu baterie.

Nejjednodušší způsob, jak pochopit rozdíl mezi katodou, anodou, kladným a záporným nábojem, je zapamatovat si některé principy z elektrochemie.

• Galvanické články – v důsledku probíhající chemické reakce vzniká elektrický proud. Na tomto principu fungují baterie a akumulátory. Proto se jim říká chemické zdroje proudu.
• Elektrolýza – chemická reakce, ke které dochází v důsledku zahrnutí zdroje elektřiny do systému.

V obou případech nese jedna z elektrod vyšší potenciál. Tato elektroda je považována za kladnou. Elektroda s nižším potenciálem a nemusí být nutně záporná se bude nazývat záporná. Proud tedy teče z nosiče s vyšším potenciálem do nosiče s nižším potenciálem.

Setkáváte se v běžném životě s pojmy katoda a anoda?
Velmi vzácné
nevzpomínám si
Hlasovalo: 66

Anoda

Anoda je podle definice elektroda, na které dochází k oxidační reakci. To znamená, že elektroda slouží jako zdroj elektronů. V chemii se často nazývá redukční činidlo.

Katoda

Katodou rozumíme elektrodu, na které dochází k redukční reakci. Zde elektroda odebírá elektrony a nazývá se oxidační činidlo.

Za předpokladu, že proud je pohyb kladně nabitých částic, a nikoli záporných, ukazuje se, že proud v roztoku jde od katody k anodě. V obvodu spojujícím prvky galvanického páru jdou elektrony z mínusu do plusu a z tohoto pohledu je katoda plus a anoda mínus.

Rozpor je patrný, protože směr proudu je dán pohybem kladných částic, i když ve skutečnosti v kovovém obvodu je zajištěn pohybem elektronů.

Jak určit anodu a katodu

Pokud je s baterií vše celkem jednoduché (pól a mínus si nemění místo), pak je nabíjení baterie složitější.

Při nabíjení rozdíl mezi větším a menším potenciálem se zvyšuje, to znamená, že potenciál kladné elektrody je vyšší než její klidový potenciál – akumuluje se náboj a potenciál záporné elektrody se zmenšuje, než je v klidu. Z toho vyplývá, že kladná elektroda působí jako anoda a záporná elektroda jako katoda.

Při použití přístroje zůstává potenciál kladné elektrody (anody) vždy větší než potenciál záporné elektrody (katody). Ale Během cyklu vybíjení/nabíjení se role elektrody mění: Při vybíjení se katoda stane kladnou a anoda zápornou. Během nabíjení je anoda kladná a katoda záporná.

Pokud je o tom roztoky a elektrofyzikální reakce v nich je snazší si to zapamatovat kationtů – částice jsou vždy s kladným nábojem, což znamená, že se pohybují směrem k mínusu. Anionty – částice mají vždy záporný náboj a pohybují se směrem ke kladnému náboji.

Hlas stavebního gurua
Zeptejte se

Abyste si zapamatovali, kde je plus a kde mínus, použijte mnemotechnické pravidlo. Slova „katoda“ a „mínus“, stejně jako slova „anoda“ a „plus“ mají stejný počet písmen. Při běžném provozu jakéhokoli elektrického zařízení proud vytéká z katody a teče do anody. I když mluvíme o kovovém jádru, protože zde není směr proudu určen posunem elektronů, ale posunem děr.

Rozsah aplikace

V průmyslu využívají nejen samotné galvanické články (k výrobě elektrického proudu), ale také elektrochemické reakce, ke kterým dochází vlivem proudu. Nejznámější je výroba tenkovrstvých ochranných nátěrů na ocel – ze zinku, hliníku, slitin zinku a hliníku.

Elektrochemie

Elektrolýza ve svém významu je opakem práce galvanického článku: reakce probíhá pod vlivem proudu. V tomto případě se plus zdroje energie stále nazývá katoda a mínus anoda, což se zdá být v rozporu s výše uvedeným. To se děje proto, že proud z kladného pólu zdroje energie jde na kladný pól baterie a v tomto případě již nemůže být katodou. V důsledku toho se elektrody baterie při nabíjení mění, protože reakce probíhá v opačném směru.

Galvanické pokovování

Stříbření, zlacení, chromování, galvanizace – nejznámější způsoby využití procesu depozice látek. Princip fungování takových instalací je stejný: produkt je ponořen do elektrolytické lázně, ve které působí jako katoda. Na jeho povrchu se ukládají kovové ionty – kationty. Aby se produkt stal katodou, je k němu připojen kladný pól napájecího zdroje.

Vakuová a polovodičová elektrická zařízení

Pojem katody a anody, nebo spíše plus a mínus ve vakuových a polovodičových zařízeních je spojen s možností toku proudu pouze jedním nebo dvěma směry. Polovodič umožňuje pouze tok proudu vpřed, a když je aplikováno napětí zpětného typu, proud zde teče, ale extrémně nevýznamně. Pro rezistor není otázka zásadní: prochází proud v obou směrech.

Katoda a anoda se nazývají diodové vývody – nohy. Anoda je připojena ke kladné straně baterie. Říká se tomu tak, protože proud diody teče do anody tak jako tak. LED a dokonce i vakuová jsou zapojeny úplně stejně: anoda do plusu a katoda do mínusu.

Pro pasivní spotřebitele katoda a anoda (plus a minus) se nemění. U aktivních, schopných procházet proud v obou směrech, vybíjet i nabíjet, se mohou klady a zápory změnit. V baterii je katoda kladná při vybíjení a záporná při nabíjení. Pro správné používání zařízení a prvků je důležité mít na paměti jednu věc: všechny spotřebiče energie – elektronické součástky, elektrolyzéry, galvanické baterie – svorka připojená ke kladnému pólu se nazývá anoda.

Pro správnou funkci elektrických zařízení musí být elektrody zapojeny s ohledem na směr elektrického proudu a polaritu samotných elektrod. Nesprávné připojení může vést k poruše nebo úplné poruše zařízení.

Tyto pojmy, jako je anoda a katoda, se vyskytují v mnoha oborech, jako je chemie, fyzika, vakuum, elektrotechnika a mnoho dalších.

Sekce elektrochemie obsahuje následující podsekce:

1. Výroba elektrické energie pomocí chemických reakcí nazývaných galvanické články. Patří mezi ně baterie a akumulátory.
2. Napájecí zdroj spustí reakci zvanou elektrolýza.

Co tyto pojmy znamenají?

Anoda je elektroda nějakého elektrického zařízení, do kterého vstupuje elektrický proud.

n je redukční činidlo a má zápornou hodnotu. Elektrony se tedy pohybují směrem ke kladnému pólu elektrického proudu.

Katoda je zase elektroda zařízení, ze které teče proud. Je to oxidační činidlo a má pozitivní index.

Velmi často, aby bylo možné rychle určit hodnotu anody a katody, se na zařízení nebo součástky píší symboly, malá schémata a značky.

Elektrochemie používá uživatelsky přívětivější zápisy. Anoda je v tomto případě elektroda, ve které probíhají oxidační procesy, a katoda je elektroda, ve které probíhají redukční procesy.

Elektrolýza je oxidačně-redukční proces způsobený přívodem elektrické energie zvenčí.

V případě elektrolýzy dochází k chemické reakci v důsledku zdroje energie a ne naopak. Poté bude anodový indikátor záporný a katodový indikátor kladný, ale současně budou mít kontakty zcela opačné hodnoty.

Když kladná hodnota baterie přijme kladný výstup z napájecího zdroje, elektrody pro nabíjení baterie změní své hodnoty. Poté se nabitá elektroda nazývá anoda.

Galvanizace je nanášení kovů na povrch kovových a nekovových výrobků pomocí elektrolýzy.

Po takovém nanesení má povrch vysoký stupeň ochrany proti korozi a krásnější vzhled. V některých případech je také zlepšena povrchová tvrdost a větší odolnost proti oděru.

Příkladem tohoto procesu mohou být šperky potažené různými kovy.

V tomto případě má anoda kladnou hodnotu a katoda zápornou hodnotu. Kov se tak na elektrodě ukládá se zápornou hodnotou.

Stejná jména mají také elektrody v elektrotechnice. Anoda je v tomto případě připojena ke kladné hodnotě baterie. U LED je to polovina, která se běžněji nazývá katoda.

U vakuové diody je katoda připojena k záporné hodnotě a anoda ke kladné hodnotě. V případě zpětného napětí se hodnoty nemění.

Protože v pasivních prvcích teče proud libovolným směrem, tato část nezdůrazňuje samostatně popsaný koncept.

Ve většině případů tedy proud teče do anody a vytéká z katody. Abychom přesněji pochopili, co má jaký indikátor, je nutné se zaměřit na pohyb elektrického toku, nikoli na polaritu zdroje energie.

Také je nutné pamatovat na to, že při nabíjení baterie se mění směr elektrického toku, proto se mění označení anody a katody.