Катод против анода: разница и сравнение

Катод — это электрод, на котором происходит восстановление (присоединение электронов) в электрохимической ячейке или во время электролиза. И наоборот, анод — это электрод, где происходит окисление (потеря электронов). Таким образом, катод притягивает катионы и подвергается восстановлению, а анод притягивает анионы и подвергается окислению.

Основные выводы

1. Катоды — это электроды, на которых происходит восстановление с присоединением электронов; аноды - это электроды, на которых происходит окисление с потерей электронов.
2. В электрохимических элементах катоды притягивают положительно заряженные ионы (катионы); аноды притягивают отрицательно заряженные ионы (анионы).
3. В батареях катод — это положительная клемма, а анод — отрицательная; при электролизе анод положительный, а катод отрицательный.

Катод против анода

Катод — это электрод, который притягивает положительно заряженные ионы или катионы и обозначается знаком минус (-). Анод — это электрод, который притягивает отрицательно заряженные ионы или анионы и обозначается положительным знаком (+), который затем подключается к внешнему источнику питания.

Расположение катода и анода не является фиксированным в ячейке и может меняться в зависимости от того, что происходит в любой момент времени. Например, при подзарядке аккумуляторной батареи. аккумулятор.

Аноды и катоды в контексте батареи могут сбивать с толку, поскольку маркировка положительных и отрицательных сторон грозы не соответствует их соответствующим зарядам.

---

 

Сравнительная таблица

Особенность	Катод	Анод
Функция	Снижение (принимает электроны)	Окисление (теряет электроны)
Заряд (Электролитическая ячейка)	Отрицательный	Положительный
Заряд (Гальваническая ячейка)	Положительный	Отрицательный
Привлеченные ионы	Катионы (положительно заряженные ионы)	Анионы (отрицательно заряженные ионы)
Пример в батарее	Отрицательный терминал	Положительный вывод
Пример электролиза	Где наносится металл	Где растворяется металл
мнемонический	«Катод Уловы электроны; Анод Всегда безвозмездно предоставляет

---

 

Что такое катод?

Функции катода:

1. Реакция восстановления:

Одной из основных функций катода является проведение реакций восстановления. Во время этих реакций положительно заряженные ионы или нейтральные молекулы приобретают электроны на катоде, что приводит к снижению их степени окисления. Этот процесс восстановления важен для балансировки общего заряда в электрохимической ячейке.

2. Прием электронов:

В качестве места восстановления катод действует как терминал, через который электроны перетекают во внешнюю цепь. Когда восстановитель, такой как ион металла или химическое соединение с высоким сродством к электрону, контактирует с катодом, он принимает электроны от электрода. Этот перенос электронов способствует общему электрическому току, генерируемому клеткой.

3. Электронный поток:

Электроны, освобождающиеся в ходе реакций окисления на аноде, проходят через внешнюю цепь к катоду. Этому потоку электронов способствует внешний проводник, например провод или электрическая нагрузка. Достигнув катода, эти электроны передаются восстановителю, способствуя восстановлению и замыкая электрохимическую цепь.

Типы катодов:

1. Металлические катоды:

Во многих электрохимических системах катодами служат металлические электроды. Эти электроды состоят из материалов с высокой электронной проводимостью, таких как платина, золото или медь. Металлические катоды обычно используются в гальванических элементах, электролитических элементах и ​​различных промышленных процессах.

2. Инертные катоды:

В некоторых электролитических процессах в качестве катодов используются инертные материалы, такие как графит или углерод. Эти инертные электроды не участвуют в химических реакциях, происходящих на катоде; вместо этого они служат платформой для облегчения переноса электронов и стимулирования реакций восстановления.

3. Полупроводниковые катоды:

В специализированных приложениях в качестве катодов используются полупроводниковые материалы, такие как кремний или арсенид галлия. Полупроводниковые катоды находят применение в электронных устройствах, солнечных элементах и ​​электрохимических системах на основе полупроводников, где их уникальные электронные свойства позволяют точно контролировать процессы восстановления.

 

Что такое Анод?

Определение и функция

Катод является важным компонентом различных электрохимических систем, включая батареи, электролизеры и вакуумные лампы. Он служит электродом, где во время этих процессов происходят реакции восстановления.

Электрохимические процессы

В электрохимических ячейках катод притягивает положительно заряженные ионы (катионы) из раствора электролита. Эти катионы подвергаются реакциям восстановления на катоде, приобретая электроны с образованием нейтральных атомов или молекул. Этот процесс восстановления имеет решающее значение для выработки электрической энергии в батареях или облегчения химических превращений в электролитических элементах.

Пример: Работа от батареи

В аккумуляторной батарее, например литий-ионной, в процессе разряда ионы лития перемещаются от анода к катоду через электролит. На катоде эти ионы принимают электроны и образуют атомы лития, которые затем взаимодействуют с материалом электрода, выделяя энергию и позволяя батарее питать внешние устройства.

Роль в электролизе

В электролизерах, где электрическая энергия используется для запуска несамопроизвольных химических реакций, катод по-прежнему служит местом восстановления. Здесь катод поставляет электроны ионам в электролите, заставляя их вступать в реакции восстановления и откладываться в виде нейтральных частиц на поверхности катода.

Пример: гальваника

Во время гальваники катод притягивает ионы металлов из раствора электролита. Эти ионы приобретают электроны на катоде, образуя металлическое покрытие на поверхности покрываемого объекта. Этот процесс широко используется в промышленности для покрытия предметов такими металлами, как золото, серебро или хром.

---

Основные различия между катодом и анодом

1. Заряд:
   • Катод: Притягивает положительно заряженные ионы (катионы).
   • Анод: притягивает отрицательно заряженные ионы (анионы).
2. реакция:
   • Катод: Место реакции восстановления (приобретение электронов).
   • Анод: Место реакции окисления (потеря электронов).
3. Электролитические ячейки:
   • Катод: Место восстановления.
   • Анод: Место окисления.
4. Работа от батареи:
   • Катод: Электрод, в котором ионы восстанавливаются во время разряда.
   • Анод: электрод, на котором ионы окисляются во время разряда.
5. гальванопокрытие:
   • Катод: притягивает ионы металлов из раствора и образует металлическое покрытие.
   • Анод: растворяет и выделяет ионы металлов в раствор.

Рекомендации

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

Последнее обновление: 05 марта 2024 г.