O cátodo é o eletrodo onde ocorre a redução (ganho de elétrons) em uma célula eletroquímica ou durante a eletrólise. Por outro lado, o ânodo é o eletrodo onde ocorre a oxidação (perda de elétrons). Em resumo, o cátodo atrai cátions e sofre redução, enquanto o ânodo atrai ânions e sofre oxidação.
Principais lições
- Os cátodos são eletrodos onde ocorre a redução, ganhando elétrons; ânodos são eletrodos onde acontece a oxidação, perdendo elétrons.
- Nas células eletroquímicas, os cátodos atraem íons carregados positivamente (cátions); ânodos atraem íons carregados negativamente (ânions).
- Nas baterias, o cátodo é o terminal positivo e o ânodo é o terminal negativo; na eletrólise, o ânodo é positivo e o cátodo é negativo.
Cátodo vs Ânodo
O cátodo é o eletrodo que atrai íons ou cátions carregados positivamente e é representado com um sinal negativo (-). O ânodo é o eletrodo que atrai íons ou ânions carregados negativamente e é representado com um sinal positivo (+), que é então conectado a uma fonte de energia externa.
As localizações do cátodo e do ânodo não são fixas dentro de uma célula e podem mudar dependendo do que acontece a qualquer momento. Por exemplo, ao recarregar uma bateria recarregável bateria.
Ânodos e cátodos no contexto de uma bateria podem ser confusos, pois a rotulagem dos lados positivo e negativo da tempestade não corresponde às suas respectivas cargas.
Tabela de comparação
| Característica | Cátodo | anódio |
|---|---|---|
| função | Redução (ganha elétrons) | Oxidação (perde elétrons) |
| cobrar (Célula Eletrolítica) | Negativo | Positivo |
| cobrar (Célula galvânica) | Positivo | Negativo |
| Íons atraídos | Cátions (íons carregados positivamente) | Ânions (íons carregados negativamente) |
| Exemplo em bateria | Terminal negativo | Terminal positivo |
| Exemplo em Eletrólise | Onde o metal é depositado | Onde o metal é dissolvido |
| Mnemônico | "Cátodo Capturas elétrons; anódio Sempre doa" |
O que é cátodo?
Funções do Cátodo:
1. Reação de redução:
Uma das principais funções do cátodo é sofrer reações de redução. Durante essas reações, íons carregados positivamente ou moléculas neutras ganham elétrons no cátodo, resultando em uma diminuição no seu estado de oxidação. Este processo de redução é essencial para equilibrar a carga geral na célula eletroquímica.
2. Recepção de elétrons:
Como local de redução, o cátodo atua como terminal por onde os elétrons fluem para o circuito externo. Quando um agente redutor, como um íon metálico ou uma espécie química com alta afinidade eletrônica, entra em contato com o cátodo, ele aceita elétrons do eletrodo. Essa transferência de elétrons contribui para a corrente elétrica geral gerada pela célula.
3. Fluxo de elétrons:
Os elétrons liberados durante as reações de oxidação no ânodo viajam através do circuito externo até o cátodo. Este fluxo de elétrons é facilitado por um condutor externo, como um fio ou uma carga elétrica. Ao chegar ao cátodo, esses elétrons são transferidos para o agente redutor, promovendo a redução e completando o circuito eletroquímico.
Tipos de cátodos:
1. Cátodos metálicos:
Em muitos sistemas eletroquímicos, eletrodos metálicos servem como cátodos. Esses eletrodos consistem em materiais com alta condutividade eletrônica, como platina, ouro ou cobre. Cátodos metálicos são comumente empregados em células galvânicas, células eletrolíticas e vários processos industriais.
2. Cátodos Inertes:
Em certos processos eletrolíticos, materiais inertes, como grafite ou carbono, são utilizados como cátodos. Esses eletrodos inertes não participam das reações químicas que ocorrem no cátodo; em vez disso, servem como plataformas para facilitar a transferência de elétrons e promover reações de redução.
3. Cátodos Semicondutores:
Em aplicações especializadas, materiais semicondutores, como silício ou arsenieto de gálio, são empregados como cátodos. Os cátodos semicondutores são úteis em dispositivos eletrônicos, células solares e sistemas eletroquímicos baseados em semicondutores, onde suas propriedades eletrônicas exclusivas permitem controle preciso sobre processos de redução.
O que é Anodo?
Definição e Função
O cátodo é um componente essencial de vários sistemas eletroquímicos, incluindo baterias, células eletrolíticas e tubos de vácuo. Ele serve como eletrodo onde ocorrem reações de redução durante esses processos.
Processos Eletroquímicos
Em células eletroquímicas, o cátodo atrai íons carregados positivamente (cátions) da solução eletrolítica. Esses cátions sofrem reações de redução no cátodo, ganhando elétrons para formar átomos ou moléculas neutras. Este processo de redução é fundamental para gerar energia elétrica em baterias ou facilitar transformações químicas em células eletrolíticas.
Exemplo: Operação com Bateria
Em uma bateria recarregável, como uma bateria de íon de lítio, durante o processo de descarga, os íons de lítio se movem do ânodo para o cátodo através do eletrólito. No cátodo, esses íons aceitam elétrons e formam átomos de lítio, que então interagem com o material do eletrodo, liberando energia e permitindo que a bateria alimente dispositivos externos.
Papel na eletrólise
Nas células eletrolíticas, onde a energia elétrica é usada para conduzir reações químicas não espontâneas, o cátodo ainda serve como local de redução. Aqui, o cátodo fornece elétrons aos íons no eletrólito, fazendo com que eles sofram reações de redução e se depositem como espécies neutras na superfície do cátodo.
Exemplo: Galvanoplastia
Durante a galvanoplastia, o cátodo atrai íons metálicos da solução eletrolítica. Esses íons ganham elétrons no cátodo, formando um revestimento metálico na superfície do objeto que está sendo revestido. Este processo é amplamente utilizado em indústrias para revestir objetos com metais como ouro, prata ou cromo.
Principais diferenças entre cátodo e ânodo
- cobrar:
- Cátodo: Atrai íons carregados positivamente (cátions).
- Ânodo: Atrai íons carregados negativamente (ânions).
- Reação:
- Cátodo: Local da reação de redução (ganho de elétrons).
- Ânodo: Local da reação de oxidação (perda de elétrons).
- Células Eletrolíticas:
- Cátodo: Onde ocorre a redução.
- Ânodo: Onde ocorre a oxidação.
- Operação da bateria:
- Cátodo: Eletrodo onde os íons são reduzidos durante a descarga.
- Ânodo: Eletrodo onde os íons são oxidados durante a descarga.
- galvanoplastia:
- Cátodo: Atrai íons metálicos da solução e forma um revestimento metálico.
- Ânodo: Dissolve e libera íons metálicos na solução.
Última atualização: 05 de março de 2024
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Piyush Yadav passou os últimos 25 anos trabalhando como físico na comunidade local. Ele é um físico apaixonado por tornar a ciência mais acessível aos nossos leitores. Ele é bacharel em Ciências Naturais e pós-graduado em Ciências Ambientais. Você pode ler mais sobre ele em seu página bio.
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