El cátodo es el electrodo donde se produce la reducción (ganancia de electrones) en una celda electroquímica o durante la electrólisis. Por el contrario, el ánodo es el electrodo donde tiene lugar la oxidación (pérdida de electrones). En resumen, el cátodo atrae cationes y sufre reducción, mientras que el ánodo atrae aniones y sufre oxidación.
Puntos clave
- Los cátodos son electrodos donde se produce la reducción, ganando electrones; Los ánodos son electrodos donde ocurre la oxidación, perdiendo electrones.
- En las celdas electroquímicas, los cátodos atraen iones cargados positivamente (cationes); Los ánodos atraen iones cargados negativamente (aniones).
- En las baterías, el cátodo es el terminal positivo y el ánodo es el terminal negativo; en la electrólisis, el ánodo es positivo y el cátodo es negativo.
Cátodo vs Ánodo
El cátodo es el electrodo que atrae iones o cationes cargados positivamente y se representa con signo negativo (-). El ánodo es el electrodo que atrae iones o aniones cargados negativamente y se representa con un signo positivo (+), que luego se conecta a una fuente de alimentación externa.
Las ubicaciones del cátodo y el ánodo no son fijas dentro de una celda y pueden cambiar según lo que suceda en un momento dado. Por ejemplo, al recargar una batería agresión con lesiones.
Los ánodos y cátodos en el contexto de una batería pueden resultar confusos, ya que el etiquetado de los lados positivo y negativo de la tormenta no coincide con sus respectivas cargas.
Tabla de comparación
| Feature | Catódicos | Ánodo |
|---|---|---|
| Función | Reducción (gana electrones) | Oxidación (pierde electrones) |
| Cargo (Celda electrolítica) | Negativo | Positivo |
| Cargo (Célula galvánica) | Positivo | Negativo |
| iones atraídos | Cationes (iones cargados positivamente) | Aniones (iones cargados negativamente) |
| Ejemplo en batería | Terminal negativo | Terminal positivo |
| Ejemplo en electrólisis | Donde se deposita el metal | Donde se disuelve el metal |
| Mnemotécnico | "Cátodo Capturas electrones; Ánodo Siempre dona" |
¿Qué es el cátodo?
Funciones del Cátodo:
1. Reacción de reducción:
Una de las funciones principales del cátodo es sufrir reacciones de reducción. Durante estas reacciones, iones cargados positivamente o moléculas neutras ganan electrones en el cátodo, lo que resulta en una disminución de su estado de oxidación. Este proceso de reducción es esencial para equilibrar la carga general en la celda electroquímica.
2. Recepción de electrones:
Como sitio de reducción, el cátodo actúa como terminal por donde los electrones fluyen hacia el circuito externo. Cuando un agente reductor, como un ion metálico o una especie química con una alta afinidad electrónica, entra en contacto con el cátodo, acepta electrones del electrodo. Esta transferencia de electrones contribuye a la corriente eléctrica general generada por la celda.
3. Flujo de electrones:
Los electrones liberados durante las reacciones de oxidación en el ánodo viajan a través del circuito externo hasta el cátodo. Este flujo de electrones se ve facilitado por un conductor externo, como un cable o una carga eléctrica. Al llegar al cátodo, estos electrones son transferidos al agente reductor, favoreciendo la reducción y completando el circuito electroquímico.
Tipos de cátodos:
1. Cátodos metálicos:
En muchos sistemas electroquímicos, los electrodos metálicos sirven como cátodos. Estos electrodos están hechos de materiales con alta conductividad electrónica, como platino, oro o cobre. Los cátodos metálicos se emplean comúnmente en celdas galvánicas, celdas electrolíticas y diversos procesos industriales.
2. Cátodos Inertes:
En determinados procesos electrolíticos se utilizan como cátodos materiales inertes, como el grafito o el carbono. Estos electrodos inertes no participan en las reacciones químicas que ocurren en el cátodo; en cambio, sirven como plataformas para facilitar la transferencia de electrones y promover reacciones de reducción.
3. Cátodos semiconductores:
En aplicaciones especializadas se emplean como cátodos materiales semiconductores, como el silicio o el arseniuro de galio. Los cátodos semiconductores encuentran utilidad en dispositivos electrónicos, células solares y sistemas electroquímicos basados en semiconductores, donde sus propiedades electrónicas únicas permiten un control preciso sobre los procesos de reducción.
¿Qué es el ánodo?
Definición y Función
El cátodo es un componente esencial de varios sistemas electroquímicos, incluidas baterías, celdas electrolíticas y tubos de vacío. Sirve como electrodo donde se producen reacciones de reducción durante estos procesos.
Procesos electroquímicos
En las celdas electroquímicas, el cátodo atrae iones cargados positivamente (cationes) de la solución electrolítica. Estos cationes sufren reacciones de reducción en el cátodo, ganando electrones para formar átomos o moléculas neutros. Este proceso de reducción es fundamental para generar energía eléctrica en baterías o facilitar transformaciones químicas en celdas electrolíticas.
Ejemplo: funcionamiento con batería
En una batería recargable, como una batería de iones de litio, durante el proceso de descarga, los iones de litio se mueven del ánodo al cátodo a través del electrolito. En el cátodo, estos iones aceptan electrones y forman átomos de litio, que luego interactúan con el material del electrodo, liberando energía y permitiendo que la batería alimente dispositivos externos.
Papel en la electrólisis
En las celdas electrolíticas, donde se utiliza energía eléctrica para impulsar reacciones químicas no espontáneas, el cátodo todavía sirve como lugar de reducción. Aquí, el cátodo suministra electrones a los iones del electrolito, lo que hace que experimenten reacciones de reducción y se depositen como especies neutras en la superficie del cátodo.
Ejemplo: galvanoplastia
Durante la galvanoplastia, el cátodo atrae iones metálicos de la solución electrolítica. Estos iones ganan electrones en el cátodo, formando una capa metálica en la superficie del objeto que se está recubriendo. Este proceso se utiliza ampliamente en industrias para recubrir objetos con metales como oro, plata o cromo.
Principales diferencias entre cátodo y ánodo
- Cargo:
- Cátodo: Atrae iones cargados positivamente (cationes).
- Ánodo: Atrae iones cargados negativamente (aniones).
- Reacción:
- Cátodo: Sitio de reacción de reducción (ganancia de electrones).
- Ánodo: Sitio de reacción de oxidación (pérdida de electrones).
- Celdas electrolíticas:
- Cátodo: Donde se produce la reducción.
- Ánodo: Donde ocurre la oxidación.
- Operación de batería:
- Cátodo: Electrodo donde se reducen los iones durante la descarga.
- Ánodo: Electrodo donde se oxidan los iones durante la descarga.
- galvanoplastia:
- Cátodo: Atrae iones metálicos de la solución y forma una capa metálica.
- Ánodo: Disuelve y libera iones metálicos en la solución.
Última actualización: 05 de marzo de 2024
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Piyush Yadav ha pasado los últimos 25 años trabajando como físico en la comunidad local. Es un físico apasionado por hacer que la ciencia sea más accesible para nuestros lectores. Tiene una licenciatura en Ciencias Naturales y un Diploma de Postgrado en Ciencias Ambientales. Puedes leer más sobre él en su página de biografía.
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