कैथोड बनाम एनोड: अंतर और तुलना

कैथोड वह इलेक्ट्रोड है जहां इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में या इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान कमी (इलेक्ट्रॉनों का लाभ) होता है। इसके विपरीत, एनोड वह इलेक्ट्रोड है जहां ऑक्सीकरण (इलेक्ट्रॉनों की हानि) होती है। संक्षेप में, कैथोड धनायनों को आकर्षित करता है और कमी से गुजरता है, जबकि एनोड आयनों को आकर्षित करता है और ऑक्सीकरण से गुजरता है।

चाबी छीन लेना

1. कैथोड इलेक्ट्रोड होते हैं जहां कमी होती है, इलेक्ट्रॉन प्राप्त होते हैं; एनोड इलेक्ट्रोड होते हैं जहां ऑक्सीकरण होता है, जिससे इलेक्ट्रॉन खो जाते हैं।
2. इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं में, कैथोड सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों (धनायन) को आकर्षित करते हैं; एनोड नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों (आयनों) को आकर्षित करते हैं।
3. बैटरियों में, कैथोड धनात्मक टर्मिनल है, और एनोड ऋणात्मक टर्मिनल है; इलेक्ट्रोलिसिस में, एनोड सकारात्मक होता है, और कैथोड नकारात्मक होता है।

कैथोड बनाम एनोड

कैथोड वह इलेक्ट्रोड है जो सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों या धनायनों को आकर्षित करता है और इसे नकारात्मक चिह्न (-) के साथ दर्शाया जाता है। एनोड वह इलेक्ट्रोड है जो नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों या आयनों को आकर्षित करता है और इसे सकारात्मक चिह्न (+) के साथ दर्शाया जाता है, जो फिर एक बाहरी शक्ति स्रोत से जुड़ा होता है।

कैथोड और एनोड स्थान एक सेल के भीतर तय नहीं होते हैं और किसी भी समय क्या होता है उसके आधार पर बदल सकते हैं। उदाहरण के लिए, किसी रिचार्जेबल को रिचार्ज करते समय बैटरी.

बैटरी के संदर्भ में एनोड और कैथोड भ्रमित करने वाले हो सकते हैं, क्योंकि तूफान के सकारात्मक और नकारात्मक पक्षों की लेबलिंग उनके संबंधित चार्ज से मेल नहीं खाती है।

---

 

तुलना तालिका

Feature	कैथोड	Anode
समारोह	कमी (इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है)	ऑक्सीकरण (इलेक्ट्रॉन खो देता है)
प्रभार (इलेक्ट्रोलाइटिक सेल)	नकारात्मक	सकारात्मक
प्रभार (बिजली उत्पन्न करनेवाली सेल)	सकारात्मक	नकारात्मक
आकर्षित आयन	फैटायनों (धनात्मक आवेशित आयन)	आयनों (नकारात्मक आवेशित आयन)
बैटरी में उदाहरण	नकारात्मक टर्मिनल	सकारात्मक टर्मिनल
इलेक्ट्रोलिसिस में उदाहरण	जहां धातु जमा होती है	जहां धातु घुलती है
स्मृति सहायक	“कैथोड कैच इलेक्ट्रॉन; Anode सदैव दान"

---

 

कैथोड क्या है?

कैथोड के कार्य:

1. न्यूनीकरण प्रतिक्रिया:

कैथोड के प्राथमिक कार्यों में से एक कमी प्रतिक्रियाओं से गुजरना है। इन प्रतिक्रियाओं के दौरान, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन या तटस्थ अणु कैथोड पर इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उनकी ऑक्सीकरण अवस्था में कमी आती है। यह कटौती प्रक्रिया इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में समग्र चार्ज को संतुलित करने के लिए आवश्यक है।

2. इलेक्ट्रॉन ग्रहण:

कमी की साइट के रूप में, कैथोड टर्मिनल के रूप में कार्य करता है जहां इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट में प्रवाहित होते हैं। जब कोई कम करने वाला एजेंट, जैसे कि धातु आयन या उच्च इलेक्ट्रॉन बंधुता वाली रासायनिक प्रजाति, कैथोड से संपर्क करता है, तो यह इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है। यह इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण कोशिका द्वारा उत्पन्न समग्र विद्युत प्रवाह में योगदान देता है।

3. इलेक्ट्रॉन प्रवाह:

एनोड पर ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के दौरान मुक्त इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट के माध्यम से कैथोड तक यात्रा करते हैं। इलेक्ट्रॉनों का यह प्रवाह किसी बाहरी कंडक्टर, जैसे तार या विद्युत भार द्वारा सुगम होता है। कैथोड तक पहुंचने पर, ये इलेक्ट्रॉन कम करने वाले एजेंट में स्थानांतरित हो जाते हैं, कमी को बढ़ावा देते हैं और इलेक्ट्रोकेमिकल सर्किट को पूरा करते हैं।

कैथोड के प्रकार:

1. धातु कैथोड:

कई विद्युत रासायनिक प्रणालियों में, धातु इलेक्ट्रोड कैथोड के रूप में काम करते हैं। इन इलेक्ट्रोडों में उच्च इलेक्ट्रॉन चालकता वाली सामग्री शामिल होती है, जैसे प्लैटिनम, सोना या तांबा। धातु कैथोड आमतौर पर गैल्वेनिक कोशिकाओं, इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं और विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं में नियोजित होते हैं।

2. अक्रिय कैथोड:

कुछ इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रियाओं में, ग्रेफाइट या कार्बन जैसी अक्रिय सामग्री का उपयोग कैथोड के रूप में किया जाता है। ये निष्क्रिय इलेक्ट्रोड कैथोड पर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग नहीं लेते हैं; इसके बजाय, वे इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण को सुविधाजनक बनाने और कमी प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देने के लिए मंच के रूप में कार्य करते हैं।

3. सेमीकंडक्टर कैथोड:

विशेष अनुप्रयोगों में, अर्धचालक सामग्री, जैसे सिलिकॉन या गैलियम आर्सेनाइड, को कैथोड के रूप में नियोजित किया जाता है। सेमीकंडक्टर कैथोड इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, सौर कोशिकाओं और सेमीकंडक्टर-आधारित इलेक्ट्रोकेमिकल प्रणालियों में उपयोगिता पाते हैं, जहां उनके अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक गुण कटौती प्रक्रियाओं पर सटीक नियंत्रण सक्षम करते हैं।

 

एनोड क्या है?

परिभाषा और कार्य

कैथोड बैटरी, इलेक्ट्रोलाइटिक सेल और वैक्यूम ट्यूब सहित विभिन्न इलेक्ट्रोकेमिकल प्रणालियों का एक अनिवार्य घटक है। यह इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करता है जहां इन प्रक्रियाओं के दौरान कमी प्रतिक्रियाएं होती हैं।

विद्युतरासायनिक प्रक्रियाएँ

इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं में, कैथोड इलेक्ट्रोलाइट समाधान से सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों (धनायन) को आकर्षित करता है। ये धनायन कैथोड पर कमी प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं, तटस्थ परमाणुओं या अणुओं को बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं। यह कमी प्रक्रिया बैटरियों में विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने या इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में रासायनिक परिवर्तनों को सुविधाजनक बनाने के लिए महत्वपूर्ण है।

उदाहरण: बैटरी संचालन

रिचार्जेबल बैटरी में, जैसे कि लिथियम-आयन बैटरी, डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, लिथियम आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एनोड से कैथोड तक चले जाते हैं। कैथोड पर, ये आयन इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करते हैं और लिथियम परमाणु बनाते हैं, जो फिर इलेक्ट्रोड सामग्री के साथ बातचीत करते हैं, ऊर्जा जारी करते हैं और बैटरी को बाहरी उपकरणों को बिजली देने की अनुमति देते हैं।

इलेक्ट्रोलिसिस में भूमिका

इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में, जहां विद्युत ऊर्जा का उपयोग गैर-सहज रासायनिक प्रतिक्रियाओं को चलाने के लिए किया जाता है, कैथोड अभी भी कमी की साइट के रूप में कार्य करता है। यहां, कैथोड इलेक्ट्रोलाइट में आयनों को इलेक्ट्रॉनों की आपूर्ति करता है, जिससे वे कमी प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं और कैथोड सतह पर तटस्थ प्रजातियों के रूप में जमा होते हैं।

उदाहरण: इलेक्ट्रोप्लेटिंग

इलेक्ट्रोप्लेटिंग के दौरान, कैथोड इलेक्ट्रोलाइट समाधान से धातु आयनों को आकर्षित करता है। ये आयन कैथोड पर इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं, जिससे चढ़ाए जाने वाली वस्तु की सतह पर एक धातु कोटिंग बन जाती है। इस प्रक्रिया का उपयोग उद्योगों में सोने, चांदी या क्रोमियम जैसी धातुओं के साथ वस्तुओं की कोटिंग के लिए बड़े पैमाने पर किया जाता है।

---

कैथोड और एनोड के बीच मुख्य अंतर

1. प्रभार:
   • कैथोड: धनावेशित आयनों (धनायनों) को आकर्षित करता है।
   • एनोड: नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों (आयनों) को आकर्षित करता है।
2. प्रतिक्रिया:
   • कैथोड: कमी प्रतिक्रिया का स्थल (इलेक्ट्रॉनों का लाभ)।
   • एनोड: ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया का स्थल (इलेक्ट्रॉनों की हानि)।
3. इलेक्ट्रोलाइटिक सेल:
   • कैथोड: जहां कमी होती है।
   • एनोड: जहां ऑक्सीकरण होता है।
4. बैटरी ऑपरेशन:
   • कैथोड: इलेक्ट्रोड जहां डिस्चार्ज के दौरान आयन कम हो जाते हैं।
   • एनोड: इलेक्ट्रोड जहां आयन डिस्चार्ज के दौरान ऑक्सीकृत होते हैं।
5. विद्युत:
   • कैथोड: विलयन से धातु आयनों को आकर्षित करता है और एक धातु कोटिंग बनाता है।
   • एनोड: धातु आयनों को घोलकर घोल में छोड़ता है।

संदर्भ

1. https://www.nature.com/articles/srep02671
2. https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1710038

अंतिम अद्यतन: 05 मार्च, 2024