Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Схема гальванического элемента. 145 — 146


Схема кобальто-хромового гальванического элемента

Задача 8.

Составить схему гальванического элемента, в котором электродами являются два металла Co/Cr, опущенные в растворы их солей с концентрацией ионов 1 моль/л. Описать процессы, которые протекают на катоде и аноде, и вычислить ЭДС гальванического элемента.
Решение:

Электродные потенциалы металлов:

E(Cr3+/Cr) = -0,74 B; E(Co2+/Co) = -0,28 B.

Следовательно, в гальваническом элементе, в котором электродами являются два металла Co/Cr, опущенные в растворы их солей с концентрацией ионов 1 моль/л, электроны будут перемещаться от электрода с более положительным значением стандартного потенциала к электроду с более отрицательным значением стандартного потенциала. Так как электродный потенциал собальта (-0,28 B) более электроположителен чем у хрома (-0,74 B), то электроны будут перемещаться от кобальтового электрода к хромовому, т.е. кобальтовый электрод будет катодом, хромовый — анодом.

Тогда схема гальванического элемента будет иметь вид:

(-)Со|Co2+(1M)||Cr3+(1M)|Cr(+)

На катоде протекает реакция восстановления:

Co2+ + 2 = Со0

На аноде будет протекать процесс окисления:

Cr0 — 3 = Cr3+

Если электроды опущены в растворы их солей с концентрацией ионов 1 моль/л, то значения потенциалов их при этой концентрации будут равны их стандартным электродным потенциалам.

Теперь рассчитаем ЭДС, получим:

ЭДС = Е(катод) — Е(анод) = -0,28 — (-0,74) = +0,46 В.


Схема гальванического элемента составленного из кобальта и железа

Задача 146.

Дать схему гальванического элемента составленного из кобальтовой и железной пластинок, опущенных в 1М растворы их сульфатов. Указать направление движения электронов в сети и ионов в растворе.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Написать уравнения катодного и анодного процессов во время работы элемента и вычислить ЭДС элемента.
Решение:

Электродные потенциалы металлов:

E(Fe2+/Fe) = -0,44 B; E(Co2+/Co) = -0,28 B.

Следовательно, в гальваническом элементе, в котором электродами являются два металла Co/Fe, опущенные в растворы их сульфатов с концентрацией ионов 1 моль/л, электроны будут перемещаться от электрода с более положительным значением стандартного потенциала к электроду с более отрицательным значением стандартного потенциала. Так как электродный потенциал собальта (-0,28 B) более электроположителен чем у хрома (-0,74 B), то электроны будут перемещаться от кобальтового электрода к железной пластинки, т.е. кобальтовая пластинка будет катодом, железная пластинка — анодом.

Тогда схема гальванического элемента будет иметь вид:

(-)Со|CoSO4(1M)||FeSO4(1M)|Fe(+)

На катоде протекает реакция восстановления:

Co2+ + 2 = Со0

На аноде будет протекать процесс окисления:

Fe0 — 2 = Fe2+

Если электроды опущены в растворы их солей с концентрацией ионов 1 моль/л, то значения потенциалов их при этой концентрации будут равны их стандартным электродным потенциалам. К катоду будут двигаться ионы Со2+ и там разряжаться, а к аноду будут двигаться ион SO42- которые соединяются с ионами Fe2+, образуя FeSO4:

Fe2+  +  SO42- = FeSO4.

Теперь рассчитаем ЭДС, получим:

ЭДС = Е(катод) — Е(анод) = -0,28 — (-0,44) = +0,16 В.


составить электродные схемы гальванических элементов в одном из которых никель является

В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающий меньшим значением электродного потенциала восстановления, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала восстановления.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

НИКЕЛЬ – КАТОД

Чтобы никель в гальванической паре являлся катодом, необходимо в качестве второго электрода взять металл с меньшим электродным потенциалом восстановления. Возьмем в качестве второго электрода цинковый электрод.

E°(Ni(2+)/Ni) = – 0,234 B

Еº(Zn(2+)/Zn) = − 0,76 B

Еº(Ni(2+)/Ni) > Еº(Zn(2+)/Zn)

В схеме гальванического элемента слева записывается анод, а справа – катод, тогда схема гальванического элемента в общем виде.

Zn | Zn(+2) || Ni(+2) | Ni

Электроды должны быть опущены в растворы собственных солей. Пусть никелевый катод будет опущен в раствор соли NiSO4 с молярной концентрацией 1,0 моль/л, а цинковый анод опущен в раствор соли ZnSO4 с молярной концентрацией 1,0 моль/л.

Тогда схема гальванического элемента будет иметь вид.

Zn | ZnSO4 (1,0 М) || NiSO4 (1,0 М) | Ni

На аноде протекает процесс окисления, а на катоде – процесс восстановления.

Процессы окисления-восстановления на электродах.

Анод (–) Zn – 2е = Zn(2+) | 1 – окисление на аноде

Катод (+) Ni(2+) + 2e = Ni↓ | 1 – восстановление на катоде

Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение токообразующей реакции, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.

Zn + Ni(2+) → Zn(2+) + Ni↓

Поскольку молярные концентрации электролитов равны 1,0 моль/л, то можно посчитать стандартную ЭДС гальванического элемента.

ЭДС° = Е (катода) – Е (анода) = Еº(Ni(2+)/Ni) – Еº(Zn(2+)/Zn) = (– 0,234) – (− 0,76) = 0,526 В

НИКЕЛЬ – АНОД

Чтобы никель в гальванической паре являлся анодом, необходимо в качестве второго электрода взять металл с большим электродным потенциалом восстановления. Возьмем в качестве второго электрода медный электрод.

E°(Ni(2+)/Ni) = – 0,234 B

Еº(Cu(2+)/Cu) = + 0,34 В

Еº(Cu(2+)/Cu) > Еº(Cu(2+)/Cu)

Схема гальванического элемента в общем виде.

Ni | Ni(+2) || Cu(2+) | Cu

Пусть никелевый анод будет опущен в раствор соли NiSO4 с молярной концентрацией 1,0 моль/л, а медный катод опущен в раствор соли CuSO4 с молярной концентрацией 1,0 моль/л.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Тогда схема гальванического элемента будет иметь вид.

Ni | NiSO4 (1,0 M) || CuSO4 (1,0 M) | Cu

Процессы окисления-восстановления на электродах.

Анод (–) Ni – 2е = Ni(2+) | 1 – окисление

Катод (+) Cu(2+) + 2e = Cu↓ | 1 – восстановление

Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.

Ni + Cu(2+) → Ni(2+) + Cu↓

Поскольку молярные концентрации электролитов равны 1,0 моль/л, то можно посчитать стандартную ЭДС гальванического элемента.

ЭДС° = Е (катода) – Е (анода) = Еº(Cu(2+)/Cu) – Еº(Ni(2+)/Ni) = 0,34 – (– 0,234) = 0,574 В

Гальванический элемент | Химическая энциклопедия

Кроме электролиза, возможен еще один вариант протекания окислительно- восстановительной реакции. В этом случае электроны от восстановителя к окис­лителю переходят по металлическому проводнику через внешнюю электрическую цепь. В результате во внешней цепи возникает электрический ток, и такое устрой­ство называют гальваническим элементом. Гальванические элементы являются химическими источниками тока — устройствами для прямого преобразования химической энергии в электрическую, минуя другие ее формы.
Гальванические элементы на основе различных металлов и их соединений на­шли широкое практическое применение как химические источники тока.

Гальванический элемент

В гальваническом элементе химическая энергия преобразуется в электриче­скую. Простейший гальванический элемент представляет собой два сосуда с рас­творами CuSO4 и ZnSO4, в которые погружены соответственно медная и цинковая пластинки. Сосуды соединены между собой трубкой, которая называется солевым мостиком, заполненной раствором электролита (например, KCl). Такая система на­зывается медно-цинковым гальваническим элементом.

Схематически процессы, протекающие в медно-цинковом гальваническом эле­менте или же, другими словами, схема гальванического элемента, представлена на рисунке ниже.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Схема гальванического элемента

На аноде протекает процесс окисления цинка:

Zn — 2е = Zn2+.

В результате этого атомы цинка превращаются в ионы, которые переходят в раствор, а цинковый анод растворяется, и его масса уменьшается. Обратите вни­мание, что анод в гальваническом элементе является отрицательным электродом (за счет электронов, полученных от атомов цинка) в отличие от процесса элек­тролиза, где он подключается к положительном полюсу внешней батареи.

Электроны от атомов цинка по внешней электрической цепи (металлическому проводнику) движутся к катоду, где протекает процесс восстановления ионов меди из раствора ее соли:

Cu2+ + 2е = Cu.

В результате этого образуются атомы меди, которые осаждаются на поверх­ности катода, и его масса увеличивается. Катодом в гальваническом элементе яв­ляется положительно заряженный электрод.

Суммарное уравнение реакции, протекающей в медно-цинковом гальваниче­ском элементе, можно представить так:

Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu.

Фактически протекает реакция замещения меди цинком в ее соли. Эту же ре­акцию можно осуществить и иным способом — погрузить цинковую пластинку в раствор CuSO4. При этом образуются те же самые продукты — медь и ионы цин­ка. Но отличие реакции в медно-цинковом гальваническом элементе в том, что про­цессы отдачи и присоединения электронов пространственно разделены. Процессы отдачи (окисление) и присоединения (восстановление) электронов происходят не при непосредственном контакте атома Zn с ионом Сu2+, а в разных местах систе­мы — соответственно на аноде и на катоде, которые соединены металлическим про­водником. При таком способе проведения этой реакции электроны перемещаются от анода к катоду по внешней цепи, представляющей собой металлический про­водник. Направленный и упорядоченный поток заряженных частиц (в данном случае электронов) и есть электрический ток. Во внешней цепи гальванического элемента возникает электрический ток.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Вам необходимо включить JavaScript, чтобы проголосовать

Методические материалы

Методические материалы



Гальванический элемент






    Гальванический элемент (химический источник тока) – устройство,
которое позволяет
превращать энергию химической реакции в электрическую работу. По принципу работы различают
первичные (разовые), вторичные (аккумуляторы) и топливные элементы. Гальванический элемент состоит
из ионпроводящего
электролита и двух разнородных электродов (полуэлементов), процессы окисления и восстановления в
гальваническом элементе пространственно разделены. Положительный полюс
гальванического элемента называется катодом,
отрицательный — анодом. Электроны
выходят из элемента через анод и движутся во внешней цепи к катоду.

    Правила записи: слева располагается электрод, имеющий более
отрицательный потенциал (анод), справа
— катод; растворы отделяются вертикальной пунктирной линией, если они контактируют друг с другом, и
двумя вертикальными линиями, если между ними находится солевой мостик; одна вертикальная линия
означает границу раздела фаз, вертикальная пунктирная линия — мембрана.


Медно-цинковый элемент.

Медно-цинковый элемент (элемент Даниэля) состоит из двух полуэлементов (или электродов):
I — цинковая пластинка погружена в раствор ZnSO4, II — медная пластинка — в раствор
CuSO4. Полуэлементы соединены ионным мостиком III.

При замыкании внешней цепи IV на аноде происходит окисление цинка:


Zn — 2е = Zn2+

На катоде — восстановление ионов меди:


Cu2+ + 2е = Cu

За счет окислительно-восстановительной реакции по внешней цепи течет
поток электронов от цинкового электрода к медному, а по ионному мостику движутся сульфат-ионы.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение
Цинковый электрод постепенно растворяется, на медном выделяется металлическая медь. Схеме элемента запишется
так:


анод(-)   ZnZnSO4
CuSO4Cu
   катод(+)

Электродвижущая сила гальванического элемента

Полная схема гальванического элемента с учетом внешней цепи, состоящей, например, из
медного провдника, будет:


анод(-)   CuZnZnSO4
CuSO4Cu
   катод(+)

На каждой межфазной границе существует скачок электрического потенциала. Это контактный
потенциал в месте сопрокосновения меди и цинка
к, абсолютные электродные потенциалы Zn и
Cu на границе металл-раствор, диффузионный потенциал Д
на границе, разделяющей растворы. Применение ионного мостика делает диффузионный потенциал пренебрежимо малым
и его можно считать равным нулю. Если отсчитывать абсолютный электродный потенциал, полагая положительным
переход от раствора к металлу, то для электродвижущей силы ЭДС данного гальванического элемента можно написать
равенство:


Е = CuZn + к

а для гальванического элемента, сожержащего металлы 1 и 2:


Е = 12 + 12
Электродные потенциалы

Абсолютные электродные потенциалы определить очень трудно. Но, т.к. абсолютные электродные потенциалы
входят в выражение для ЭДС с разными знаками, то их можно заменить величинами, отличающимися от них
постоянными слагаемыми. Вместо абсолютного скачка потенциала на границе металл-раствор удобно
использовать ЭДС элемента, состоящего из данного электрода и другого электрода, который во всех случаях
должен быть одним и тем же. В качестве такого электрода сравнения принят стандартный водородный электрод.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

    Электродным потенциалом называется величина, равная ЭДС гальванического элемента, составленного
из данного электрода и стандартного водородного электрода.

   ЭДС электрохимического элемента равна разности электродных потенциалов:


Е = 12

Электродный потенциал электрода считается положительным, если в гальваническом элементе
со стандартным водородным электродом данный электрод является катодом, и отрицательным — если анодом.




Назад







Пример 3. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых кадмий будет анодом, в другом – катодом

Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых кадмий будет анодом, в другом – катодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на электродах, и посчитайте электродвижущую силу (эдс) элементов.

Решение.

Устройства, используемые для преобразования энергии химической реакции в электрическую, называются гальваническими элементами. Элемент работает за счет протекания окислительно-восстановительной реакции. Электрод, на котором идет восстановление, называется катодом, а окисление протекает на аноде. Если анод и катод изготовлены из разных металлов, то на электроде из более активного металла (с меньшим значением электродного потенциала) идет процесс окисления и он играет роль анода. Менее активный металл будет катодом и на нем протекает процесс восстановления.

Электродвижущая сила гальванического элемента равна разности значений электродных потенциалов катода и анода: ЭДС = EК — EА.

Чтобы в гальваническом элементе кадмий был катодом (E0Cd = – 0,40 В), в качестве анода нужно подобрать электрод из более активного металла, например, марганца (E0Mn = – 1,18 В).Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Схема гальванического элемента:

()Mn ê Mn2+ êê Cd2+ ê Cd(+).

Уравнения реакций, протекающих на электродах:

на аноде (-) Mn0 – 2 = Mn2+ – окисление,

на катоде (+) Cd2+ + 2 = Cd0 – восстановление,

Mn0 + Cd2+ = Mn2+ + Cd0.

Рассчитаем ЭДС элемента по формуле

ЭДС = EК — EА = ECd — EMn = – 0,40 — (– 1,18) = 0,78 В.

Если в пару с кадмием в качестве другого электрода взять менее активный металл, например, свинец (E0Pb = – 0,13 В), то кадмий будет играть роль анода.

Схема гальванического элемента:

()Cd ê Cd2+ êê Pb2+ ê Pb(+).

Уравнения реакций протекающих на электродах:

на аноде (-) Cd0 – 2 = Cd2+ – окисление,

на катоде (+) Pb2+ + 2 = Pb0 – восстановление.

Рассчитаем ЭДС элемента по формуле

ЭДС = EК — EА = EPb — ECd = — 0,13 — (- 0,40) = 0,27 В.

Анод и катод: что это такое

Эти физические термины затрагивают области гальваники, химии, а также источников питания, полупроводниковой и вакуумной электроники. Зная, что такое анод и катод можно, к примеру, разобраться почему греется телефон. В статье описывается, что из себя представляют анод и катод, объясняется катод и анод – это плюс или минус. Помимо этого, затрагиваются аспекты и нюансы заряда катода и анода.

Анод и катод. Что это такое

Анод – является электродом, через который электрический ток проникает в устройство. Он является противоположностью катоду, электроду, через который электрический ток покидает электрическое устройство. Направление электрического тока в цепи отличается вектора потока электронов.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение В связи с этим (отрицательно заряженные) электроны вытекают из анода во внешний контур. Анод в гальваническом элементе представлен электродом, где происходит реакция окисления.

Эти понятия обусловлены не полярностью напряжения электродов, а направлением тока через электрод. Если ток, который идёт через электроды, изменяет своё направление, как это происходит, например, в перезаряжаемой батарее (во время зарядки), анод и катод меняются местами.

Обычный ток зависит не только от направления движения носителей заряда, но и от электрозаряда носителей. Электрический ток вне устройства обычно переносится электронами в проводнике из металла. Так как электроны обладают зарядом со значением «минус», направление их потока противопоставляется направлению стандартного тока. Из этого следует, что электроны уходят из аппарата через анод и попадают в устройство через катод.

Полярность напряжения на аноде по отношению к связанному катоду меняется из-за разновидности аппарата и его режима работы. В представленных примерах анод является отрицательным в устройстве (обеспечивает питание) и положительным в устройстве, которое потребляет энергию. В разных областях применения анод может быть положительным или отрицательный.

Анод в гальваническом элементе

Тут он является отрицательным выводом, потому что именно там обычный ток протекает в устройство (элемент аккумулятора). Этот внутренний электрический ток переносится извне электронами, движущимися наружу. Притом отрицательный заряд, протекающий в одном направлении, электрически эквивалентен положительному заряду, который протекает противоположном направлении.

В перезаряжаемой батарее или в электролизере

Здесь же анод является положительным выводом, который получает ток от внешнего генератора. Ток через перезаряжаемую батарею противоположен направлению тока во время разряда. Иными словами, электрод, который был катодом во время разрядки батареи, становится анодом во время процесса её зарядки.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Электронно-лучевая труба

Тут является положительным выводом, через который электроны вытекают из устройства. Иначе: туда, где течет положительный электрический ток.

Вакуумная трубка анода

В электронных вакуумных устройствах, таких как электронно-лучевая трубка, анод – это положительно заряженный электронным коллектор. В трубке анод представляет собой заряженную положительную пластину, которая собирает электроны, испускаемые катодом через электрическое притяжение. Это параллельно ускоряет поток этих электронов.

В электрохимии анод находится там, где происходит окисление, и является контактом с положительной полярностью в электролизере. На аноде электрические потенциалы заставляют анионы (отрицательные ионы) вступать в химическую реакцию и испускать электроны (окисление), которые затем попадают в цепь управления.

Диодный анод

В полупроводниковом диоде анодом является легированным слоем P, который изначально создает отверстия для соединения. В области соединения отверстия, подаваемые анодом, объединяются с электронами, подаваемыми из области с N-легированием, создавая истощённую зону. Когда положительное напряжение подается на анод диода из схемы, большее количество отверстий может быть перенесено в обедненную область, и это приводит к тому, что диод становится проводящим, позволяя току протекать по цепи.

Термины «анод» и «катод» не должны применяться к стабилитрону, так как он даёт возможность протекать току в любом направлении в зависимости от полярности напряжения.

В электрохимии

Тут анод расположен там, где происходит окисление, и является контактом с положительной полярностью в электролизере. На аноде электрические потенциалы заставляют анионы (отрицательные ионы) вступать в химическую реакцию и испускать электроны (окисление), которые затем попадают в цепь управления.

Такой процесс широко применяется для рафинирования металлов. При рафинировании меди медные аноды (те промежуточные продукты из печей) претерпевают электролиз в подходящем растворе (таком как серная кислота) для получения катодов высокой чистоты.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Медные катоды, полученные с использованием этого метода, также называют электролитической медью.

Катод – это электрод, от которого обычный ток покидает электрический аппарат. Тут у электронов заряд электрический заряд под знаком «минус», поэтому движение электронов противоположно движению обычного потока тока. Катодный электрический ток отходит, что также означает, что электроны поступают в катод устройства из внешней цепи.

Полярность катода и анода – это положительное или отрицательное значение, что зависит от работы устройства. Хотя положительно заряженные катионы всегда движутся к катоду (отсюда и их название), а отрицательно заряженные анионы удаляются от него, полярность катода зависит от типа устройства и может даже варьироваться в зависимости от режима работы.

В устройстве, поглощающем энергию заряда (зарядка батареи), катод является отрицательным (электроны вытекают из катода, и заряд проникает туда) и в аппарате, который снабжает энергией (используемая батарея), катод положительный (электроны втекают в него и заряд уходит). Используемая батарея обладает катодом (положительный вывод), поскольку именно там ток течет из устройства. Этот внешний ток переносится изнутри положительными ионами, движущимися от электролита к положительному катоду (химическая энергия отвечает за движение в гору). Это поддерживается электронами, которые направляются к батарее.

Например, медный электрод гальванического элемента Даниэля является положительным выводом и одновременно катодом. Это происходит тогда, когда заряд поступает в батарею. Например, изменение направления тока в гальваническом элементе Даниэля превращает его в электролизер. Тут медный электрод одновременно является как положительным выводом, так и анодом. В диоде катод является отрицательным выводом на остроконечном конце символа стрелки, откуда ток течет из устройства.

В электролизере на катоде применяется отрицательная полярность для активации элемента. Общими результатами восстановления на катоде являются газообразный водород или чистый металл из ионов металлов.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Говоря об относительной восстановительной способности двух окислительно-восстановительных агентов, считается, что пара для генерирования большего количества восстанавливающих веществ является более «катодной» по сравнению с более легко восстанавливаемым реагентом.

Как определить анод и катод

Электрическая схема катода и анода:

Различие между катодом и анодом основано исключительно на токе, а не на напряжении. Металл, используемый для катода, имеет значительно большее количество электронов, чем нейтроны или протоны.

Например, один из потребителей энергии находится в прямом включении. Далее, ток по аноду из внешней цепи проникает в элемент. Во внешнюю цепь прямо через катод из элемента выходит электрический ток. Это чем-то напоминает перевёрнутое изображение. Если данные обозначения сложные, то тут разобраться с ними могут только химики. Теперь надо сделать обратное включение. В этом случае диоды полупроводникового типа почти не будут проводить электрический ток. Тем не менее, есть вероятность обратного пробоя у элементов.

Электровакуумные диоды (например, радиолампы) совсем не обладают способностью проводить ток обратного типа. Условно принято считать, что ток через них не протекает. В связи с этим формально выводы анода и катода у диодов не отвечают за выполнение этих функций.

При катодной защите металлический анод электрически связан с защищаемой системой и частично разъедает или растворяет металл защищаемой системы. Этот металлический анод большей степени реагирует на коррозионную среду защищаемой системы. Корпус железного или стального судна может быть защищен цинковым анодом, который растворяется в морской воде и предотвращает коррозию корпуса.

Менее очевидным примером такого типа защиты является процесс цинкования железа. Такой процесс покрывает железные конструкции (такие как ограждение) покрытием из металлического цинка. Пока цинк остается неповрежденным, железо защищено от коррозии. С течением времени цинковое покрытие становится поврежденным, в результате потрескивания или физического повреждения.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Знание того, что такое анод и катод, является ключевым в электрохимии и помогает понять основные принципы работы простейших аккумуляторов и гальванических элементов.

Как определить катод и анод + описание

Как определить катод и анод + описание

Среди терминологии в сфере электрики встречаются такие понятие, как катод и анод. Это может касательно источников питания, химии, физики и гальваники. Термин может встречаться еще и в вакуумной и полупроводниковой электронике. Им можно обозначать выводы или даже контакты устройства, а еще, каким электрическим знаком они будут обладать.

В данной статье вы узнаете о том, что это такое, а еще как определить катод и анод в диоде, электролизере, у батарейки, где в них плюс, а где минус.

Гальваника и электрохимия

В сфере электрохимии есть пару основных разделов:

  • Элементы гальваники – производство электрической энергии благодаря счету химической реакции. К подобным элементам можно отнести аккумуляторы и батарейки. Их также часто называют химическим токовым источником.
  • Электролиз – воздействие на реакцию химического типа электрической энергией, иными словами – посредством источника питания запускается определенная реакция.

Предлагаем рассмотреть окислительно-восстановительные реакции в элементах гальванического типа, и тогда такие процессы происходят на его электродах?

  • Анод – электрод, и на нем есть окислительная реакция, а именно он будет отдавать электроны. А вот электрод, на котором будет происходить окислительная реакция называется восстановлением.
  • Катод – электрод, на котором будет протекать реакция восстановления, а именно он будет принимать электроны. Электрод, на котором будет реакция восстановления – называется окислителем.

Отсюда возникнет вопрос – где минус, а где плюс у батарейки? Исходя из определения, у гальванических элементов анод будет отдавать электроды.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Обратите внимание, что в ГОСТе 15596-82 дано официальная формулировка наименований вывод источников тока химического типа, если кратко, то плюс будет только на катоде, а минус на аноде.

В таком случае будет рассматриваться протекание электричества по проводнику внешних цепей от окислителя (то есть катода) к аноду, а именно к восстановителю. Так как электроны в цепи будут течь от минуса до плюса, а электричество наоборот, и в таком случае катод будет являться плюсом, а анод минусом. Кстати, ток всегда будет втекать в анод.

Подробности

Процесс электролиза или заряда аккумулятора

Такие процессы походи и обратные гальваническим элементам, так как тут не энергия попадает за счет реакции химического характера, а даже наоборот – химическая реакция будет происходить благодаря внешнему источнику электричества. В таком случае плюсом источника питания все еще будут называть катодом, а минус анодом. А вот контакты заряжаемого элемента гальваники или электроды электролизера уже способны носить противоположные наименования, и следует разобраться, почему.

Важно! При разряде элемента гальваники элемента анод является минусом, а катод плюсом, при зарядке все будет наоборот.

Так как ток от положительного вывода источника питания будет поступать на положительный вывод аккумулятора – последний кстати уже не сможет быть катодом. Ссылаясь на сказанное выше, можно сделать выводы, что в таком случае аккумуляторные электроды при зарядке символически меняют местами. В таком случае через электрод заряжаемого элемента гальваники, в который втекает ток электричества, называют анодом. Итак, при зарядке плюс аккумулятора станет анодом, а минус будет катодом.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Гальванотехника

Процессы металлического осаждения в результате реакции химического типа под действием электрического тока (при процессе электролиза) называют гальванотехникой. Получается, что мир начал получать золоченные, посеребренные, хромированные или даже покрытые иными металлами украшения, а еще детали. Такой процесс применяют в роли декоративных, а еще в прикладных целях – для того, чтобы улучшать устойчивость к коррозии разных узлов и механизмов агрегатов. Метод работы действия установок для нанесения покрытия гальванического типа будет лежать в применении растворов солей элементов, которыми станут покрывать деталь, в роли электролита.

Определить, где анод, а где катод в гальванике тоже важно. Именно в этом случае анод будет являться электродом, к которому подключаются положительный вывод источника питания, а получается, катод в таком случае станет минусом. При этом металл будет осаждаться (восстанавливаться) на минусовом электроде (речь идет про реакцию восстановления). Получается, что есть вы желаете изготовить позолоченное кольцо собственноручно – подключите к нему отрицательный вывод блочка питания и поместите в емкость с требуемым растворителем.

В электронике

Ножки или электроды полупроводниковых, а еще вакуумных электронных устройств крайне часто называют катодом и анодом. Предлагаем рассмотреть условное обозначение графического типа полупроводникового диода по схеме. Как видите, анод у диода подключают до плюса батареи. Он так называется по той причине – в такой вывод у диода в любом случае будет втекать ток. На настоящем элементе на катоде будет маркировка в воде точки или полоски. Со светодиодом все аналогично, и на 0.5 см светодиодах внутренности видны через колбу. Та половина, что больше является катодом. Аналогичным образом будет обстоять ситуация даже с тиристором, назначение вывод и однополярное использование таких трехногих компонентов делает его управляемым диодом.

У диода вакуумного типа анод тоже обычно подключается до плюса, а катод к минусу, как изображена на схеме.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Хотя при приложении напряжения обратного типа – названия элементов не поменяются, несмотря на протекание электрического тока в обратном направлении, пускай даже и незначительного. С пассивными элементами, а именно конденсаторы и резисторы, дела будут обстоять иначе. У резистора не будет выделять отдельно аноды и катоды, ток в нем может начать протекать в любом направлении. Вы сможете давать любые название для его выводов, и все зависит от ситуации, а также рассмотренной схемы. У простых неполярных конденсаторов все точно также. Реже подобное разделение по наименованиям контактов будет наблюдаться в электролитических конденсаторах.

Заключение

Итак, важно подвести итоги, отвечая на вопрос – как запомнить, где плюс, а где же минус у анода и катода? Есть удобное мнемоническое правило для электролиза, аккумуляторного заряда, гальваники и приборов полупроводникового типа. У таких слов с аналогичными наименованиями одинаковое количество букв, что показано ниже. Во всех случаях, которые перечислены выше, ток будет вытекать из катода, а втекать будет в анод. Пусть вас не сбивает с толку постоянная путаница «Почему, когда у аккумулятора при заряде катод становится отрицательным, а при обычных обстоятельствах он положительный?». Следует помнить о том, что у всех элементов электроники, а еще гальванике и электрозиров – в общем у вас энергетических потребителей анодом можно называть вывод, который подключают к плюсу. На этом отличия закончатся, и теперь вам будет проще разбираться что минус, что плюс между выводами устройств и элементов. Напоследок следует посмотреть полезные видеоролике по теме статьи. Теперь вы точно знаете, что такое катод и анод, а еще запомнить их весьма быстро. Надеемся, эта информация была для вас интересной, а еще полезной.

Как определить анод и катод

Как определить анод и катод

Как определить анод и катод
Джон Денкер

* Содержание

1 Определение

  • Определение:
    анод устройства — это терминал, по которому ток течет от
    за пределами. Катод устройства — это терминал, на котором ток
    вытекает. Это показано на рисунке ~ 1.

    Полезная мнемоника — КИСЛОТА: ток анода в устройстве. В настоящее время мы
    означают положительный условный ток.Поскольку электроны
    отрицательно заряженный, протекающий положительный ток такой же, как
    электроны вытекают.

    Вот и все.

2 Некоторые примеры

Наше определение легко и правильно применимо к любой ситуации, которую я могу
подумайте (с одним отвратительным исключением, как обсуждалось в пункте 11
ниже).

  1. Гальванические элементы и батареи.
  2. Горячий катод в электронно-лучевой трубке, обнаруженный в
    телевизор старого образца или осциллограф.
  3. Горячий катод в лампе электронного усилителя («Флеминг
    клапан»).
  4. Горячий катод в рентгеновской трубке, как на рисунке ~ 2.
  5. Вращающийся анод в рентгеновской трубке, как на рисунке ~ 2.
  6. Светодиодная матрица с общим анодом, например, 7-сегментная матрица цифр,
    хотя это не оптимальная терминология по причинам, обсуждаемым в
    поз. 8.
  7. Жертвенный анод в лодке; см. пункт 16.
  8. Анодная пластина и катодная пластина (а также анодный раствор) в
    ячейка электролитического рафинирования; см. пункт 9.

Важно отметить, что наше определение прекрасно подходит для таких вещей, как
аккумуляторная батарея, в которой нельзя идентифицировать анод и катод
пока вы не увидите, как работает устройство, как описано в
пункт 6.

Наше определение также применимо в тех случаях, когда оно относительно
легко отличить анод от катода, просто посмотрев, как
обсуждается в пункте 7.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Существует одно ужасное исключение, как описано в пункте 11 ниже.

3 Обсуждение

Наше оригинальное, освященное веками определение.Это
согласуется с этимологией, как обсуждается в пункте 17.
Другого разумного определения нет. Я видел несколько попыток
определения, но если они не были эквивалентны нашему определению (как
приведенные в разделе ~ 1), они были гротескно чрезмерно сложными,
неправильно, или и то, и другое.
По устоявшемуся соглашению (возвращаясь к
Бен Франклин), когда мы говорим о токе, мы имеем в виду обычное
положительный ток. В металлических проводах ток передается по
электроны движутся в направлении, противоположном току.Этот
усложняет понятие тока, но необходимо, потому что
электрон заряжен отрицательно.
Для подавляющего большинства людей нет
Пункт в запоминании значения анода и катода. Условия просто
не очень полезны, если вы не устроитесь на работу в электрохимии
лаборатория или какая-нибудь сравнительно узкая специальность. Если когда-нибудь ты сделаешь
нужно знать значения, вы можете найти их сегодня утром и
забыть их снова в тот вечер.
Обратите внимание, что когда мы говорим ток-вход, мы имеем в виду ток
поступающий в устройство из внешнего контура.Точно так же, когда мы
скажем, ток, мы имеем в виду ток, текущий из устройства в сторону
внешняя цепь. Мы относимся к устройству как к черному ящику, и мы
категорически не говорят о токах, протекающих в
устройство. Эта терминология черного ящика является стандартной во всех отраслях
инженерное дело и наука, если контекст явно не требует
иначе.

Если вы настаиваете на том, чтобы заглянуть внутрь черного ящика, история получит больше
сложно, как вы можете видеть на рисунке ~ 2. Тем не мение,
это не меняет ни буквы, ни духа определения, которое
основан на поведении черного ящика, если смотреть снаружи.

Важно помнить, что анод / катод
различие основано на токе, а не на напряжении. Анод / катод не
то же самое, что и положительный / отрицательный, или наоборот.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Наглядный пример:
для разряженной батареи положительный полюс — катод,
в то время как для той же аккумуляторной батареи положительный полюс
анод.
Имейте в виду, что
анод и катод относятся к функции, а не к структуре. Есть много
устройства, где было бы безумием постоянно маркировать структуры
как анод или катод, потому что их функция время от времени меняется.Перезаряжаемые батареи — распространенный и очень важный пример,
как указано в пункте 5.
Хотя анод и катод
фундаментально определен в терминах функции, а не структуры, там
некоторые исключительные устройства, функция которых практически заблокирована
к структуре. В таком случае, возможно, допустимо маркировать
структуры как анод, так и катод, потому что только одно направление
тока имеет смысл. В списке в разделе ~ 2 все
примеры, за исключением аккумуляторной батареи, находятся в этом
категория.

В любом случае имейте в виду, что эту категорию нужно считать
рискованное исключение, а не общее правило. Верное общее правило
объяснено в пункте 6.

Даже в тех случаях, когда это возможно
можно идентифицировать определенный анод и катод, обычно есть
более простые и лучшие способы обозначения клемм. В частности, для
аккумулятор (аккумуляторный или нет), он обычный и разумный
говорят о положительной клемме и отрицательной клемме. Для диода это
условно и разумно говорить о стороне, легированной фтором, и о
N-легированная сторона.В частности, для модуля светодиодного дисплея так называемый
конфигурацию с общим анодом правильнее было бы назвать
общая конфигурация стороны P.
Вот интересный и важный пример. Рассмотрим
электролитическое рафинирование металлов, таких как медь.

Во время нормальной работы через элемент протекает большой ток,
навязывается извне. Ток проталкивается в ячейку на
анод, и вынутый на катоде. Клеммы обозначены
в соответствии с их нормальной функцией, в соответствии с определением
приведено в разделе ~ 1.

В начале работы анодом является грязная медь.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение На
В конце операции катод — это медь гораздо более высокой чистоты. Пытаться
поиск в Google анода
грязь.

Если какой-нибудь умник временно изменил направление тока,
нормальный анод станет временным катодом и наоборот.
Однако эта возможность настолько странная, что обычно даже не
считается. Клеммы промаркированы в соответствии с их нормальным
функция.

Обратите внимание на контраст:

Ячейка электролитического рафинирования. Батарея обыкновенная
В ячейке рафинирования напряжение ячейки холостого хода, если таковое имеется,
очень мало и совершенно неактуально.
В батарее есть
определенная положительная клемма и определенная отрицательная клемма.
Падение напряжения на ячейке примерно пропорционально
электрический ток. Во время работы анод будет находиться под положительным
напряжение относительно катода.
Падение напряжения на ячейке равно
качественно одинаково, вне зависимости от того, положительный ли ток,
отрицательный, или ноль. Положительный вывод — это катод во время
разряд, но во время перезарядки это анод.
Во всех случаях вы можете использовать описательные термины
ток-сток и ток-источник как синонимы анода и катода.
Описание обычно предпочтительнее жаргона.
Можно купить массив стабилитронов.Увы, согласно устоявшемуся, но нелогичному соглашению,
так называемая конфигурация с общим анодом конструктивно аналогична
матрица светодиодов с общим анодом в том смысле, что стороны, легированные P, являются
связаны друг с другом.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Это мерзость, потому что при обычном использовании Зенера
сторона, легированная P, — это то место, где выходит ток, и, по логике, она должна быть
называется катодом. Видимо кто-то был под неправильным впечатлением
этот анод / катод относится к структуре, а не к функции.

Никогда не используйте термины анод или катод для описания
конструктивные части стабилитрона, по той же причине не следует
Используйте такие термины для обозначения конструкции аккумуляторной батареи.Анод и
катод относится к функции, а не к структуре. Вместо этого вам следует обратиться к
сторона с примесью P и сторона с примесью азота, и вы должны настаивать на том, чтобы
другие делают то же самое.

Обратите внимание, что изменение правил маркировки матриц стабилитронов
не решит проблему в каком-либо фундаментальном смысле, потому что там
являются вполне разумными схемами, в которых — часть времени —
Стабилитрон смещен в прямом направлении, так что он ведет себя так же, как и любой другой.
другой диод. Это та же ситуация, с которой мы сталкиваемся в связи с
с аккумуляторными батареями: если вы прикрепите постоянный анод / катод
метки к структуре, вы будете ошибаться, по крайней мере, часть времени.

Термины «анод» и «катод»
правильно относятся к функции, а не к конструкции.
~~~~~
Электрохимическое следствие: в любом электрохимическом
на аноде протекают реакции окисления, а на аноде протекают реакции восстановления.
реакции происходят на катоде. (Если вы не знаете, что это
означает, что не беспокойтесь об этом.) Это включает в себя зарядку аккумуляторов.
(анод = положительный), а также разряжаются батареи
(анод = отрицательный).Это следствие, вытекающее из нашего определения,
и с традиционной точки зрения, что ячейка — это черный ящик,
а все внешнее по отношению к ячейке — это внешняя цепь.

Ситуация резюмируется в следующей таблице:

~ ~~~~~ зарядка ~~~~~ разрядка
~~~ ~~~~~
— пластина: ~~ ~~~ катод
восстанавливается
~~~~~ анод
окисляется
~~~ ~~~~~
+ пластина: ~~~~~ анод
окисляется
~~~~~ катод
восстанавливается
Сделаем краткое исключение из черного ящика.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение
точки зрения и рассмотрим, что происходит внутри электрохимической ячейки.Внутри клетки катионы (положительно заряженные частицы) движутся в направлении
катод вносит положительный вклад в обычный ток
внутри ячейки, как показано на рисунке ~ 3.
Точно так же анионы (отрицательно заряженные частицы), движущиеся к аноду
вносят положительный вклад в обычный ток внутри
сотовый. На рисунке не показаны анионы. Правило
анионы на анод, катионы на катод применяются только внутри ячейки.
Это правило требуется из-за того, что ток подчиняется закону сохранения
закон; ток, который течет в ячейку на аноде, должен протекать через
ячейку, а затем катод.За пределами клетки течет ток
к аноду; внутри ячейки ток течет от анода.
(Кстати, обычно предполагается, что вне клетки нет
подвижные анионы или катионы, просто электроны, переносимые металлическими проводами в
внешняя цепь.)

Рисунок ~ 3: Анод и катод: внутри
Черный ящик

Говоря об ионах, нужно помнить, что катионы
положительно заряженный. Мнемоника катионов состоит в том, чтобы рассматривать «t» как
знак плюс: ca + ion. Между тем, мнемоника для анионов является чем-то вроде
аббревиатура: A Negative ION = ANION.

Помня о правиле катионов на катоде, нужно помнить
что внутри ячейки катионы идут на катод (а не с него): ионы ca +
+ o ca + hode. Соответствующее правило отношения анионов к аноду одинаково
действительно, но вам нужно работать усерднее, чтобы помнить, что анионы уходят в
(не от) анода.

Пожалуйста, помните, что правило «катионы-катод» подлежит
несколько предостережений. В лучшем случае это химическое следствие настоящего
определение. Это не может служить определением катода,
потому что катод хорошо определен для всех видов устройств, которые
нет подвижных катионов, например.грамм. полупроводниковые диоды, электронно-лучевые
трубки и т. д. Еще одно предостережение: это правило применяется к тому, что
происходит внутри ячейки, тогда как для большинства целей (включая
определение анода / катода) обычно и целесообразно фокусировать
на свойствах черного ящика, если смотреть снаружи.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение (Похожий
вопросы возникают в пунктах 14 и 16.)

Существует небольшая вероятность путаницы, когда
думая об электронно-лучевых трубках и рентгеновских трубках, из-за
соблазн отклониться от точки зрения черного ящика.(Подобные вопросы
возникают в п. 13 и п. 16.) В
Рентгеновская трубка, внутри устройства происходит интересная физика,
тогда как определение анода выражается в терминах обычных
ток течет во внешний терминал, течет в черный ящик
снаружи. Помните, снаружи устройства мы видим позитив
обычный ток, выходящий из катода и идущий в
анод, в соответствии с нашим определением, как показано на рисунке ~ 1 в разделе ~ 1. Правило: КИСЛОТА: Анод
Ток в устройство.(Если заглянуть внутрь устройства, мы увидим электроны
вытекает из катода, но это только следствие
определение, а не определение как таковое)
Еще больше возможностей для путаницы, если
вы пытаетесь объяснить или дать определение анода / катода с точки зрения электрохимических
ячеек хотя бы потому, что мало кто понимает, как такие вещи
Работа. См. Ссылку ~ 1 и ссылки в ней. Как говорится
Итак, обучение происходит от известного к неизвестному. Наше определение
анода / катода, как указано в разделе ~ 1, прост и полезен.Внутренний механизм батареи непростой. Это не имеет никакого смысла
«объяснить» первое с точки зрения второго.

Клеммы аккумулятора помечены как положительный и отрицательный. Они помечены
в зависимости от напряжения, а не от заряда или тока. Это условно и
вполне уместно, потому что положительный вывод остается на
положительное напряжение (относительно другой клеммы) во время всех нормальных
условия, в том числе когда аккумулятор разряжается, заряжается или
просто сидеть там в равновесии без тока.

Напротив, как упоминалось в пункте 5, это было бы дико
неуместно маркировать клеммы аккумулятора как анод и катод.
Это потому, что вывод, который является катодом во время разряда
становится анодом во время перезарядки … и не является ни анодом, ни катодом
в равновесной (нетекущей) ситуации.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

Кроме того, нет смысла определять анод и катод в терминах
электрохимия, потому что эти термины используются во всевозможных ситуациях
там, где нет электрохимии, в том числе полупроводниковой
диоды, рентгеновские трубки и т. д.

Лодки и другие конструкции, контактирующие с
соленая вода может вызвать некоторую путаницу
об аноде по сравнению с катодом. На первый взгляд это может быть неочевидно
что считается «черным ящиком» и что считается
«Внешняя цепь». Традиционная точка зрения такова:

  • Вода и металлы, соприкасающиеся с водой, должны быть рассмотрены
    как гигантская электрохимическая ячейка. Есть анионы и катионы в
    вода внутри черного ящика.
  • Конструкция лодки (или чего-то еще) считается
    внешняя цепь. Нет анионов и катионов. Текущий
    переносятся электронами, протекающими внутри металлов.

То есть принято считать лодку внешней по отношению к
вода … хотя может показаться более логичным думать о
вода как внешняя по отношению к лодке. Это может показаться произвольным, но по крайней мере
это согласуется с вышеупомянутым электрохимическим следствием
(пункт 12), чтобы реакции окисления происходили на аноде,
на катоде протекают реакции восстановления.Это приводит нас к
полезная концепция жертвенного анода, который является просто
дешевый, легко заменяемый электрод, который помещается в воду и
расположены так, чтобы иметь большое положительное напряжение по отношению к остальной части
лодка. Это делает все остальное на лодке катодом, в значительной степени
уменьшение коррозии, потому что большинство форм коррозии связаны с окислением
реакции. Другими словами, то же самое в воде,
высококоррозионные анионы, такие как OH и Cl , текут в направлении
анод и вдали от всего остального, в соответствии с
правило анионов к аноду.Анод, конечно, быстро корродирует, и
необходимо время от времени заменять.

Этимология: слова анод и катод были
введен в 1834 году Майклом Фарадеем по совету Уильяма
Уэвелл, ученый-эрудит и плодовитый мастер слова.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Уэвелл
немного понял греческий и нашел ему применение:

  • Анод происходит от греческих корней ἀνά +
    ὀδός (означает восходящий путь).
  • Катод происходит от греческих корней κατά
    + ὀδός (означает нисходящий путь).

Никогда не следует уделять слишком много внимания этимологии, потому что
значения могут со временем дрейфовать. Действительно ἀνά и
κατά отошли от своих древних корней.
Однако ὀδός не имеет, и
это ключ. Английские слова, когда были придуманы, явно предназначались
для описания расхода, а не напряжения. Эти же корни используются в других греческих языках.
и псевдогреческие термины на английском языке, например анаболический, катаракта, одометр,
и так далее.

4 Резюме

Меня удивляет, что некоторые люди принимают простую и понятную концепцию.
неважно, усложняйте его излишне и притворяйтесь важным.

Имея дело с батареями, не думайте об аноде и
катод; думайте с точки зрения положительного и отрицательного полюсов.

При работе с полупроводниковыми диодами не беспокойтесь об аноде и
катод; думайте в терминах стороны, легированной P, и стороны, легированной N.

Общее правило: анод означает ток в черный ящик и
катод означает выход тока из черного ящика. Стабилитроны дают
привести к отвратительному исключению, которого следует избегать, как
чума.

Существует множество свидетельств того, что даже люди, называющие себя
эксперты не могут придерживаться правильной терминологии, связанной с анодом / катодом.В любой
практическая ситуация, всегда есть способ разобраться, как зацепить
вещи без глубокого понимания анода по сравнению с катодом.

Термины анод и катод иногда удобны в ситуациях
где имеет смысл только одно направление тока.

В других ситуациях обычно лучше избегать терминов анод и
катод. Есть лучшие способы сказать то, что нужно сказать.
Конструктивное предложение: лучше поговорить о текущем
(а не электрод).Лучше поговорить о том, что
ток делает (а не то, что электрод «есть»).Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

5 Ссылки

Джон Денкер, «Как работает аккумулятор»
www.av8n.com/physics/battery.htm

Электролитические ячейки — Химия LibreTexts

Вольтаические элементы приводятся в действие спонтанной химической реакцией, в результате которой через внешнюю цепь образуется электрический ток. Эти элементы важны, потому что они являются основой для батарей, питающих современное общество.Но это не единственный вид электрохимической ячейки. В каждом случае обратная реакция не является спонтанной и требует для протекания электрической энергии.

Введение

Общий вид реакции можно записать как:

\ [\ underset {\ longleftarrow \ text {Non spontaneous}} {\ overset {\ text {Spontaneous} \ longrightarrow} {\ text {Reactants} \ rightleftharpoons \ text {Products} + \ text {Электрическая энергия}}} \ ]

Можно построить ячейку, которая работает с химической системой, пропуская через систему электрический ток.Эти ячейки называются электролитическими ячейками. Электролитические ячейки, как и гальванические ячейки, состоят из двух полуэлементов: одна — полуэлемент восстановления, другая — полуэлемент окисления. Однако направление потока электронов в электролитических ячейках может быть изменено на противоположное по сравнению с направлением спонтанного потока электронов в гальванических элементах, но определение катода и анода остается прежним, где восстановление происходит на катоде, а окисление происходит на аноде. . Поскольку направления обеих полуреакций поменялись местами, изменился знак, но не величина потенциала клетки.

Электролитические ячейки очень похожи на гальванические (гальванические) ячейки в том смысле, что оба требуют солевого моста, оба имеют катодную и анодную стороны, и оба имеют постоянный поток электронов от анода к катоду. Однако между двумя ячейками есть и разительные различия. Основные отличия указаны ниже:

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Электрохимические ячейки.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Гальванический элемент (слева) преобразует энергию, выделяемую в результате спонтанной окислительно-восстановительной реакции, в электрическую энергию, которую можно использовать для выполнения работы.Окислительные и восстановительные полуреакции обычно протекают в отдельных отсеках, которые соединены внешней электрической цепью; Кроме того, второе соединение, которое позволяет ионам перемещаться между отсеками (показано здесь вертикальной пунктирной линией, обозначающей пористый барьер), необходимо для поддержания электрической нейтральности. Разность потенциалов между электродами (напряжение) заставляет электроны течь от восстановителя к окислителю через внешнюю цепь, генерируя электрический ток.В электролитической ячейке (справа) внешний источник электроэнергии используется для создания разности потенциалов между электродами, которая заставляет электроны течь, вызывая неспонтанную окислительно-восстановительную реакцию; в большинстве приложений используется только один отсек. В обоих типах электрохимических ячеек анод является электродом, на котором происходит полуреакция окисления, а катод является электродом, на котором происходит полуреакция восстановления.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Свойства гальванических и электрохимических элементов
Электрохимический элемент (гальванический элемент) Электролитическая ячейка
Гальванический элемент преобразует химическую энергию в электрическую. Электролитическая ячейка преобразует электрическую энергию в химическую.
Здесь окислительно-восстановительная реакция является спонтанной и отвечает за производство электроэнергии. Окислительно-восстановительная реакция не является спонтанной, и для ее инициирования необходимо подавать электрическую энергию.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение
Две полуячейки размещены в разных контейнерах и соединены соляным мостиком или пористой перегородкой. Оба электрода помещены в одну емкость в растворе расплавленного электролита.
Здесь анод отрицательный, а катод положительный. Реакция на аноде является окислительной, а на катоде — восстановительной. Здесь анод положительный, а катод отрицательный. Реакция на аноде является окислительной, а на катоде — восстановительной.
Электроны поставляются окисляющимися частицами.Они перемещаются от анода к катоду во внешней цепи. Внешняя батарея питает электроны. Они входят через катод и выходят через анод.

Ячейки электролитические

Чтобы объяснить, что происходит в электролитической ячейке, давайте рассмотрим разложение расплавленного хлорида натрия на металлический натрий и газообразный хлор. Реакция написана ниже.

———> Несамопроизвольное (электролитическая ячейка)

2 Na Cl (л)

2 Na (с)

+

Класс 2 (г)

<--------- Самопроизвольное (электрохимическая ячейка)

Если расплавленный \ (NaCl _ {(l)} \) помещается в контейнер и вставляются инертные электроды \ (C _ {(s)} \), прикрепленные к положительной и отрицательной клеммам батареи, произойдет электролитическая реакция.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение — \]

  • Обратите внимание, что местом окисления по-прежнему является анод, а местом восстановления остается катод, но заряды на этих двух электродах меняются местами. Анод теперь заряжен положительно, а катод — отрицательно.
  • Условия, в которых работает электролитическая ячейка, очень важны. Вещество, которое является самым сильным восстановителем (вещество с наивысшим стандартным значением потенциала клетки в таблице), подвергнется окислению. Вещество, которое является сильнейшим окислителем, будет восстановлено.Если бы в вышеупомянутой системе использовался водный раствор хлорида натрия, вместо натрия восстанавливался бы водород, поскольку он является более сильным окислителем, чем натрий.
  • Прогнозирование реакции электролиза

    Есть четыре основных фактора, которые определяют, будет ли электролиз иметь место, даже если внешнее напряжение превышает расчетную величину:

    1. Для преодоления взаимодействий на поверхности электрода иногда требуется перенапряжение или превышение напряжения.Чаще это случается с газами. Например. H 2 (g) требует перенапряжения 1,5 В, в то время как Pt (s) требует перенапряжения 0 В
    2. Может иметь место более одной электродной реакции, что означает, что может быть более одной полуреакции, оставляя две или более возможностей для реакции ячейки.
    3. Реагенты могут находиться в нестандартных условиях, что означает, что напряжение для полуэлементов может быть меньше или больше, чем количество в стандартных условиях.Например:
    • Концентрация хлорид-иона = 5,5M, а не единица активности 1M. Это означает, что уменьшение хлорида = 1,31 В, а не 1,36 В
    • Стандартное условие — иметь pH 4 в анодной полуячейке, но иногда в нестандартных состояниях pH может быть выше или ниже при изменении напряжения.
    1. Способность инертного электрода к электролизу зависит от реагентов в растворе электролита, в то время как активный электрод может работать сам по себе, чтобы проводить полуреакцию окисления или восстановления.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

      Если учесть все четыре из этих факторов, мы сможем успешно предсказать половинные реакции электрода и общие реакции при электролизе.

      Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

      Предскажите электродные реакции и общую реакцию, если анод изготовлен из (а) меди и (б) платины.

      Количественные аспекты электролиза

      Майкл Фарадей обнаружил в 1833 году, что всегда существует простая взаимосвязь между количеством вещества, производимого или потребляемого на электроде во время электролиза, и количеством электрического заряда Q, проходящего через элемент.- \ rightarrow Ag \]

      говорит нам, что когда 1 моль Ag + наносится на 1 моль Ag, с катода должна подаваться 1 моль . Поскольку отрицательный заряд одного электрона, как известно, равен 1,6022 × 10 –19 Кл, мы можем умножить его на постоянную Авогадро, чтобы получить заряд на моль электронов. Эта величина называется постоянной Фарадея, символ F:

      .

      F = 1,6022 × 10 –19 C × 6,0221 × 10 23 моль –1 = 9.-} \) и \ (Q \).

      Часто в экспериментах по электролизу измеряется электрический ток, а не количество электрического заряда. Поскольку кулон определяется как количество заряда, которое проходит через фиксированную точку в электрической цепи, когда ток в один ампер течет в течение одной секунды, заряд в кулонах можно рассчитать, умножив измеренный ток (в амперах) на время ( в секундах), в течение которого течет:

      \ [Q = It \]

      В этом уравнении I представляет ток, а t представляет время.Если вы помните, что

      кулон = 1 ампер × 1 секунда 1 C = 1 А с

      можно настроить единицы времени для получения правильного результата. Теперь, когда мы можем предсказать полуреакции электрода и общие реакции при электролизе, также важно уметь рассчитывать количество потребляемых реагентов и произведенных продуктов. Для этих расчетов мы будем использовать постоянную Фарадея:

      1 моль электрона = 96,485 C

      заряд (Кл) = ток (Кл / с) x время (с)

      (Кл / с) = 1 кулон заряда в секунду = 1 ампер (А)

      Простое преобразование для любого типа задач:

      1. Преобразование любого заданного времени в секунды
      2. Измерьте заданный ток (A) в секундах, [1 c = (A) / (s)]
      3. Наконец, используйте преобразование стехиометрии 1 моль электрона = 96 485 ° C (постоянная Фарадея)

      Пример \ (\ PageIndex {1} \)

      Электролиз растворенного образца брома можно использовать для определения количества брома в образце.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение — \]. Какую массу брома можно отложить за 3 часа при токе 1,18 А?

      Решение:

      3,00 часа x 60 мин / час x 60 сек / 1 мин x 1,18 C (A) / 1 сек x 1 моль / 96,485 C

      = 0,132 моль

      Проблемы

      1) Предскажите продукты электролиза, заполнив график:

      Cl , Br , I , H + , OH , Cu 2+ , Pb 2+ , Ag +, K + , Na + ,

      2) Рассчитайте количество электрического заряда, необходимого для пластины 1.386 моль Cr из кислого раствора K 2 Cr 2 O 7 согласно полууравнению

      H 2 Cr 2 O 7 (водн.) + 12H + (водн.) + 12e → 2Cr (s) + 7 H 2 O (l)

      3) Пероксид водорода, H 2 O 2 , может быть получен электролизом холодной концентрированной серной кислоты. Реакция на аноде

      2H 2 SO 4 → H 2 S 2 O 8 + 2H + + 2e

      Когда полученная пероксидисерная кислота, H 2 S 2 O 8 , кипятится при пониженном давлении, она разлагается:

      2H 2 O + H 2 S 2 O 8 → 2H 2 SO 4 + H 2 O 2

      Рассчитайте массу перекиси водорода, образовавшейся при токе 0.893 потока за 1 час.

      4) Электролиз растворенного образца холрида можно использовать для определения количества хлорида в образце. На катоде полуреакция восстановления равна Cl 2 + (водн.) + 2 e -> 2 Cl . Какую массу хлорида можно отложить за 6,25 часа током 1,11 А?

      5) В электролитической ячейке электрод, на котором электроны входят в раствор, называется ______; химическое изменение, которое происходит на этом электроде, называется _______.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

      1. анод, оксидирование
      2. анод, редуктор
      3. катод, оксидирование
      4. катод, редукция
      5. не может сказать, если мы не знаем окисляемые и восстанавливаемые частицы.

      6) Как долго (в часах) должен поддерживаться ток 5,0 ампер, чтобы гальванизировать 60 г кальция из расплавленного CaCl 2 ?

      1. 27 часов
      2. 8,3 часа
      3. 11 часов
      4. 16 часов
      5. 5.9 часов
      7) Сколько времени в часах потребуется для гальваники 78 г платины из раствора [PtCl 6 ] 2-, используя средний ток 10 ампер при 80% эффективности электрода. ?
      1. 8,4
      2. 5,4
      3. 16,8
      4. 11,2
      5. 12,4

      8) Сколько фарадеев необходимо, чтобы восстановить 1,00 г алюминия (III) до металлического алюминия?

      1. 1.00
      2. 1,50
      3. 3,00
      4. 0,111
      5. 0,250

      9) Найдите стандартный потенциал ячейки для электрохимической ячейки с помощью следующей реакции ячейки.

      Zn (т.) + Cu 2+ (водн.) → Zn 2+ (водн.) + Cu (т.)

      ответов

      1). Cl хлор H + водород

      Cl хлор Cu 2+ медь

      I йод H + водород

      2) 12 моль требуется для получения 2 моль Cr, что дает нам стехиометрическое соотношение S (e / Cr).Затем можно использовать постоянную Фарадея для определения количества заряда.

      n Cr n e — Q

      Q = 1,386 моль Cr × × = 8,024 × 10 5 C

      3) Произведение тока и времени дает нам количество электричества Q. Зная это, мы легко вычисляем количество электронов, n e -. Затем из первого полууравнения мы можем найти количество пероксидисерной кислоты, а второе приводит к n h3O2 и, наконец, к m h3O2 .Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

      = 05666 × г H 2 O 2 = 0,5666 г H 2 O 2

      4) 0,259 моль

      5) г

      6) г

      7) б

      8) г

      9) Запишите полуреакции для каждого процесса.

      Zn (т) → Zn 2+ (водн.) + 2 e

      Cu 2+ (водн.) + 2 e → Cu (s)

      Найдите стандартные потенциалы полуреакции восстановления.

      E o восстановление Cu2 + = + 0,339 В

      E o восстановление Zn2 + = — 0,762 В

      Определите общий потенциал стандартной ячейки.

      E o ячейка = + 1,101 V

      Список литературы

      1. Петруччи и др. Общая химия: принципы и современные приложения. 9 изд. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Pearson / Prentice Hall, 2007.
      2. Кольбе, Германн. Электролиз органических соединений.Эдинбург: Э. и С. Ливингстон, 1947.
      3. Стюарт, A.T. «Электролиз воды». Производство водорода 2001 13 мая
      4. Также все упомянутые «внешние ссылки».

      Авторы и авторство

      • Jasmine Briones, Калифорнийский университет в Дэвисе, 2012 г.

      Разница между анодом и катодом (со сравнительной таблицей)

      Анод и Катод — это две классификации, по которым классифицируются электроды.Существенная разница между анодом и катодом заключается в том, что на аноде происходит окисление. Напротив, на катоде происходит восстановление.

      Люди в большинстве своем ошибочно считают анод особенно положительным, а катод особенно отрицательным. Но в этом содержании вы узнаете, что различие между анодом и катодом не зависит только от типа полярности. Но сначала см. —

      Что такое электрод?

      Важный компонент электрохимической ячейки, контактирующий с электролитом, известен как электрод.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Электрод действует как металлический контакт, через который ток входит и выходит из электролита. Более конкретно, мы можем сказать, что он рассматривается как поверхность, на которой происходит окислительно-восстановительная реакция между металлом и раствором.

      Электрод обычно представляет собой электрический проводник / полупроводник внутри электрохимической ячейки. Он определяет проводящую фазу, в которой происходит перенос носителей заряда.

      Электрод, теряющий электроны и принимаемый электролитом, подвергается окислению.Однако, когда происходит обратная операция, то есть когда электрод приобретает электроны, которые высвобождаются электролитом, восстанавливаются.

      Содержание: анод против катода

      1. Сравнительная таблица
      2. Определение
      3. Ключевые отличия
      4. Экспериментальный анализ
      5. Заключение

      Таблица сравнения

      Основа для сравнения Анод Катод
      Basic Электрод, на котором происходит окисление. Электрод, на котором происходит восстановление.
      Полярность клемм в электролитической ячейке Положительная Отрицательная
      Полярность клемм гальванического элемента Отрицательная Положительная
      Поведение Анод в электролитической ячейке притягивает анионы. Катод в электролитической ячейке притягивает катионы.
      Природа В электролитической ячейке он является источником положительного заряда или акцептором электронов. В электролитической ячейке это источник отрицательного заряда или донор электронов.

      Определение анода

      Анод — это тип электрода, который может иметь как положительную, так и отрицательную полярность, в зависимости от типа ячейки. Однако анод конкретно определяется как электрод, на котором происходит окисление, то есть потеря электронов.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение

      Здесь следует отметить, что нельзя определить анод конкретно как положительный или отрицательный в целом, поскольку его полярность показывает зависимость от типа ячейки.

      Определение катода

      Подобно аноду, катод может удерживать как положительный, так и отрицательный заряд в зависимости от типа элемента. Что касается катода, говорят, что это электрод, в котором происходит восстановление, т.е. происходит усиление электронов.

      Так же, как анод, даже катод не может быть определен в соответствии с его положительной или отрицательной полярностью, но возникновение восстановления на электроде подразумевает, что это катод.

      Ключевые различия между анодом и катодом

      1. Ключевым фактором различия между анодом и катодом является то, что анод соответствует электроду, где происходит окисление i.е. происходит потеря электронов. В то время как катод соответствует электроду, на котором происходит восстановление, т.е. происходит усиление электронов.
      2. Конкретное обозначение анода как положительного, а катода как отрицательного неверно. Это происходит потому, что полярность клемм меняется в зависимости от типа используемого элемента, т. Е. Электролитического или гальванического.
      3. Для электролитической ячейки анод действует как положительный вывод, а катод сохраняет отрицательную полярность. Таким образом, анод притягивает отрицательно заряженные частицы, а катод притягивает положительно заряженные частицы.
      4. Для гальванического элемента анод сохраняет отрицательную полярность, а катод действует как положительный вывод. Следовательно, здесь анод будет притягивать положительно заряженные частицы, а катод будет притягивать отрицательно заряженные частицы.

      Экспериментальный анализ

      Рассмотрим схему гальванической ячейки, показанную ниже, чтобы понять, как протекает ток через раствор.

      Здесь, в двух отдельных стаканах, находится раствор сульфата меди и сульфата цинка.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Для поддержания электрического контакта между двумя растворами используется солевой мостик, содержащий хлорид калия. Два электрода из цинка и меди, которые будут действовать как анод и катод, соединены металлическим проводом через переключатель.

      В разомкнутом состоянии переключателя из-за разомкнутой цепи никакой реакции не происходит ни в одном из стаканов, и поэтому не будет протекания тока через провод. Кроме того, переключатель находится во включенном состоянии, и мы получим замкнутую схему, тогда электроны с Zn-электрода мигрируют (окисляются) через солевой мостик и восстанавливаются на медном электроде (восстановление).

      Движение анионов (отрицательно заряженных частиц) генерирует ток, который течет по металлической проволоке. Однако направление потока тока будет противоположным течению тока.

      Как вы заметили здесь, среди двух электродов окисление происходит на цинковом электроде, таким образом, это анод с отрицательной полярностью, а восстановление происходит на медном электроде, таким образом, это катод с положительной полярностью в гальванической ячейке.

      Однако, учитывая электролитическую ячейку, полярность анодного и катодного выводов будет обратной.Давайте поймем это, рассмотрев схему электролитической ячейки, показанную ниже:

      Здесь взят хлорид натрия в расплавленном состоянии, в который погружена пара электродов. В расплавленном состоянии ионы Na + и Cl разделяются и находятся в свободном состоянии. Наряду с этим два электрода соединены батареей.

      Электрод, соединенный с отрицательной клеммой батареи, притягивает ионы Na + , в то время как анионы i.е. Cl течет к электроду, соединенному с положительной клеммой. При достижении соответствующего электрода потенциал батареи позволяет получать электроны (восстанавливать) ионами Na +, образуя металлический натрий.

      Na + + e = Na

      Аналогичным образом ионы Cl теряют электроны (окисляются) на электроде, соединенном с отрицательной клеммой, что приводит к образованию газа Cl 2 .Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Здесь положительный электрод, на котором происходит окисление, — это анод, а электрод, на котором происходит восстановление, — это катод.

      2 Класс = Класс 2 + 2e

      Здесь следует отметить, что поскольку здесь электроны движутся от катода к аноду, ток будет направлен от анода к катоду.

      Прохождение тока через расплавленный хлорид натрия приводит к его разложению на элементы, то есть металлический натрий и газообразный хлор.

      Заключение

      Недавно мы увидели, что существует два типа электрохимических ячеек: i.е., гальванический и электролитический. Направление потока тока противоположно направлению движения отрицательно заряженной частицы. В электролитической ячейке ток течет от анода к катоду. В гальваническом элементе ток течет от катода к аноду.

      Электрохимия

      — Что такое анод, а какой катод?

      В электрохимической ячейке нет законченной электронной схемы

      В электрохимической ячейке анод является источником электронов для внешней цепи, а катод — стоком.Цепь переноса заряда завершается перемещением ионов внутри клетки. Солнечный элемент отличается от электрохимического элемента тем, что в нем нет чистой химической реакции. В солнечном элементе электроны текут по замкнутому контуру — по кругу во внешней цепи и через устройство.

      Обозначение анода и катода

      Таким образом, маркировка анода и катода основана на аналогии между гальваническим элементом и фотоэлектрическим элементом как источником электрической работы.Имеет смысл использовать направление потока электронов во внешней цепи для определения анода и катода (электроны текут от анода к катоду во внешней цепи). В гальванической ячейке нет потока электронов внутри ячейки (вместо этого есть поток ионов, чтобы уравновесить заряды). В фотоэлементе электроны текут от перехода к аноду, а дырки текут от перехода к катоду (или, можно сказать, электроны текут от катода к переходу).

      К сожалению, анод и катод названы с использованием разных условных обозначений в зависимости от типа устройства, см.Анод катод анод схема: что это такое, как их определить, применение Этот обзор (и имейте в виду, что ток I иногда идет в том же направлении, что и электроны, а иногда и нет, опять же, в зависимости от условных обозначений).

      Отрицательный и положительный электрод

      Обозначения (+) и (-) сбивают с толку даже только для электрохимических ячеек. Хотя обозначения анода и катода одинаковы для гальванических и электролитических элементов (т. Е. При использовании и зарядке батареи), обозначения (+) и (-) переключаются, поэтому они не связаны с направлением потока электронов через внешний провод.

      Направление электронного потока

      Для фотоэлемента, возможно, поможет следующая картина: до того, как свет попадает на элемент, анод и катод не являются ни отрицательными, ни положительными.Как только свет попадает на ячейку, анод становится отрицательным, потому что электроны движутся к нему от перехода, а катод становится положительным, потому что электроны прыгают из него в дырки, выходящие из перехода. Если вы затем подключите внешний потребитель электрической работы, вы можете предсказать направление потока электронов через внешнюю цепь.

      Батарейные строительные блоки — Battery University

      Узнайте о составе трех наиболее распространенных аккумуляторов и о том, как они служат нашему обществу.

      Электрохимическая батарея состоит из катода, анода и электролита, которые действуют как катализатор. При зарядке на поверхности раздела катод / электролит образуется скопление положительных ионов. Это приводит к движению электронов к катоду, создавая потенциал напряжения между катодом и анодом. Освобождение происходит путем прохождения тока от положительного катода через внешнюю нагрузку и обратно к отрицательному аноду. При зарядке ток течет в обратном направлении.

      Батарея имеет два отдельных пути; один представляет собой электрическую цепь, по которой протекают электроны, питая нагрузку, а другой — путь, по которому ионы перемещаются между электродами через разделитель, который действует как изолятор для электронов.Ионы — это атомы, которые потеряли или приобрели электроны и стали электрически заряженными. Сепаратор электрически изолирует электроды, но допускает движение ионов.

      Анод и катод

      Электрод батареи, высвобождающий электроны во время разряда, называется анодом; электрод, поглощающий электроны, является катодом.

      Анод батареи всегда отрицательный, а катод положительный. Это, по-видимому, нарушает соглашение, поскольку анод является клеммой, по которой течет ток.Электронная лампа, диод или аккумулятор на зарядке следуют этому порядку; однако отключение питания от батареи при разряде превращает анод в отрицательный. Поскольку аккумулятор представляет собой электрическое накопительное устройство, обеспечивающее энергию, анод аккумулятора всегда отрицательный.

      Литий-ионный анод — угольный (см. BU-204: Как работают литиевые батареи?), Но порядок обратный для литий-металлических батарей. Здесь катод — углерод, а анод — металлический литий (см. BU-212: Future Batteries). За некоторыми исключениями, литий-металлические батареи не подлежат перезарядке.

      Символ батареи
      Катод батареи положительный; анод отрицательный.


      Таблицы 1a, b, c и d суммируют состав вторичных батарей на основе свинца, никеля и лития, включая первичные щелочные.

      Свинцово-кислотный Катод (положительный) Анод (отрицательный) Электролит
      Материал Диоксид свинца (шоколадно-коричневый) Серый свинец (при образовании губчатый) Серная кислота
      Полная зарядка Оксид свинца (PbO 2 ), электроны добавлены к положительной пластине Свинец (Pb), электроны удалены с пластины Сильная серная кислота
      Выписан Свинец превращается в сульфат свинца на отрицательном электроде, электроны перемещаются от положительной пластины к отрицательной пластине Кислота серная слабая (водоподобная)

      Таблица 1а: Состав свинцово-кислотной.

      NiMH, NiCd Катод (положительный) Анод (отрицательный) Электролит
      Материал Никель
      оксигидроксид
      NiMH: водородопоглощающий сплав
      NiCd: кадмий
      Гидроксид калия

      Таблица 1b: Состав NiMH и NiCd.

      Литий-ионный Катод (положительный)
      на алюминиевой фольге
      Анод (минус)
      на медной фольге
      Электролит
      Материал Оксиды металлов на основе кобальта, никеля, марганца, железа, алюминия На углеродной основе Литиевая соль в органическом растворителе
      Полная зарядка Оксид металла с интеркаляционной структурой Ионы лития мигрировали к аноду.
      Выписан Ионы лития возвращаются к положительному электроду В основном карбон

      Таблица 1c: Состав Li-ion.

      Щелочной Катод (положительный) Анод (отрицательный) Электролит
      Материал Диоксид марганца Цинк Водный щелочной

      Таблица 1d: Состав первичной щелочной батареи.

      Электролит и сепаратор

      Ионный поток стал возможным благодаря активатору, называемому электролитом. В залитой аккумуляторной системе электролит свободно перемещается между вставленными электродами; в герметичной ячейке электролит обычно добавляется в сепаратор в увлажненном виде. Сепаратор отделяет анод от катода, образуя изолятор для электронов, но позволяя ионам проходить через него. (См. BU-306: Сепаратор и BU-307: Электролит)

      Последнее обновление 30.11.2018

      *** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

      Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта.Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык, избегая спама и дискриминации.

      Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected] Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать ваш вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.

      Предыдущий урок

      Следующий урок

      Или перейти к другой артикуле

      Аккумуляторы как источник питания

      Комментарии

      (11)

      28 января 2015 г. в 5:45

      Бонани написал:

      Вы, ребята, крутые парни, супер знания, которые вы мне даете. Я новичок в этой области аккумуляторов, пишу докторскую диссертацию, я какое-то время пытался понять основные концепции.

      Спасибо ..

      13 мая 2015 г. в 9:45

      Rich написал:

      FYI, в BU-104b есть опечатка: «В качестве катода Li-ion использует оксид металла, полученный из кобальта, управляет и / или никель и другие металлы; …»
      Должно быть «… кобальт, марганец и / или… »Отто снова исправляет удары!

      17 октября 2015 г. в 2:04

      грнcirik написал:

      должен быть / вставлен / на рис. 1a / атомы лития восстановлены из / ионов лития…
      1c njckel / III. оксид /

      10 мая 2016 г. в 15:36

      Фред написал:

      Каждый текст по физике и электротехнике, который у меня есть, использует противоположное этому условию. Они показывают большую пластину с положительным знаком, а в качестве анода другой конец помечен отрицательным, а в качестве катода он показывает электроны, текущие от положительного к отрицательному концу через внешнюю нагрузку. Я подозреваю, что разница в том, что это написано с точки зрения химиков, где анод имеет отрицательную маркировку, поскольку он имеет более отрицательный потенциал восстановления, чем катод.В моих текстах по химии подробно объясняется, что реакция оставляет электроны на выводе — аноде, а на другом — катоде. Однако правила знаков для химиков отличаются от правил для физиков. В моем тексте по химии четко указано, что для данного примера медно-цинковой батареи «Электроны текут извне от цинкового электрода (анода) к медному электроду (катоду)». Физики используют знак + для обозначения более высокого электрического потенциала, то есть способности выполнять работу, поэтому электроны переносят энергию на внешнее устройство, рассеивая свою энергию.На каждой батарее, которая у меня есть, анодный конец отмечен знаком плюс, каждая батарея, которую я вставил в свой грузовик, показывает знак +, и это, очевидно, источник высокого потенциала, так как именно там появляется коррозия, а коррозия редко появляется на отрицательной стороне. клемму (при условии, что аккумулятор не протекает).

      Я подозреваю, что в этой статье простая опечатка. Вот что в нем говорится: «При зарядке на аноде образуется скопление электронов, создавая потенциал напряжения между анодом и катодом.Освобождение происходит путем прохождения тока от положительного катода через внешнюю нагрузку и обратно к отрицательному аноду. При зарядке ток течет в обратном направлении ».

      Вот что он должен сказать: «При разрядке внутренняя химическая реакция поставляет электроны с высоким потенциалом к ​​аноду, создавая потенциал напряжения между анодом и катодом. При зарядке ток течет в обратном направлении ».

      К сожалению, химики и физики обозначили терминалы в противоположном смысле.

      14 мая 2017 г. в 6:07

      Марк дю Пре написал:

      Я думаю, что причина того, что мы не понимаем, что такое анод и катод, заключается в том, что разные устройства имеют разную маркировку. Анод диода отмечен знаком плюса (+), тогда как анод элемента (или батареи ячеек) отмечен знаком минус (-). Это связано с тем, что анод определяется как электрод * в * который протекает обычный ток.

      Рассмотрим простую схему с батареей, светодиодом (светоизлучающим диодом) и резистором для ограничения тока, соединенными последовательно.В зависимости от того, с какой стороны вы устанавливаете резистор, у вас будет либо клемма «+» батареи, подключенная к клемме «+» светодиода, а резистор будет между клеммами «-», либо наоборот. Теперь, хотя оба терминала отмечены знаком «+», они соединены вместе, поэтому очевидно, что ток должен идти от одного к другому. Следовательно, по определению, один должен быть анодом, а другой — катодом.

      Запомните это так:

      «КИСЛОТА» — Анод: ток в устройство

      (Очевидно, что поток электронов в обратном направлении.)

      13 июня 2017 г., 00:42

      Lary Anoes написал:

      25 июля 2017 г., 7:11

      Славко писал:

      Правильно ли это: «При зарядке на катоде образуется скопление электронов»? Думаю, это должно быть «При зарядке на аноде образуется скопление электронов».

      Посмотрите на это изображение:
      BU-306: Какова функция сепаратора?

      Источник Википедия:

      В разряжающемся аккумуляторе или гальваническом элементе катод является положительным выводом, поскольку именно здесь ток выходит из устройства (см. Рисунок).Этот наружный ток переносится внутри положительными ионами, движущимися от электролита к положительному катоду (химическая энергия отвечает за это «восходящее» движение). Внешне он продолжается электронами, движущимися внутрь, этот отрицательный заряд, движущийся внутрь, образует положительный ток, текущий наружу. Например, медный электрод гальванического элемента Даниэля является положительным выводом и катодом.
      В перезаряжаемой батарее или электролитической ячейке, выполняющей электролиз, катод является отрицательной клеммой, с которой ток выходит из устройства и возвращается к внешнему генератору.Например, изменение направления тока в гальванической ячейке Даниэля приведет к образованию электролитической ячейки [1], в которой медный электрод является положительной клеммой и анодом.

      Я могу это неправильно понять, поэтому заранее прошу прощения.

      1 апреля 2018 г., 20:28

      Мехди Карамад написал:

      Мы должны учитывать, что атом, у которого меньше всего электронов на внешней орбите, потеряет свой электрон и станет положительным, а тот, кто получит электрон, будет иметь отрицательный заряд, поэтому после зарядки я согласен, что все положительные ионы будут собираться на катоде. и готовы потерять свой электрон через внешнюю нагрузку на анод.Эту часть легко понять, но во второй части, когда вы говорите, что электрод, который высвобождает электроны, называется анодом, а тот, который притягивает электроны, называется катодом, в вашей статье кажется, что он против, и я не могу понять, почему внезапно все изменилось?

      10 сентября 2018 г., 14:47

      Том Сабо написал:

      Можно ли превратить отрицательную пластину в положительную в свинцово-кислотном аккумуляторе? Например, если у меня есть 2 хорошие отрицательные пластины из старой батареи, можно ли превратить одну в положительную пластину, чтобы можно было снова сделать батарею?
      Если да, то какой процесс лучше всего?
      TIA
      Том

      25 ноября 2018 г., 18:39

      BK написал:

      Мы очень ценим возможность предоставить здесь много полезной информации.
      Что касается таблицы 1-c, отмечается, что «Катод на медной фольге» и «Анод на алюминиевой фольге». Это правильно?
      В книге, которую я прочитал, напротив указано «Катод на алюминиевой фольге» и «Анод на медной фольге».
      Мы будем очень признательны за вашу помощь в разъяснении этого вопроса.

      6 сентября 2020 г., 16:24

      Рональд Барнс написал:

      Здравствуйте, я пытался выяснить, каков наивысший возможный рейтинг мАч для NiMH батареи 1/3 AA, а также каков самый высокий рейтинг мАч для аккумулятора 1/2 AAA, поскольку я не могу найти эту информацию где-либо в Google для этих размеров я считаю возможными только полноразмерные рейтинги AA и AAA, поэтому, пожалуйста, свяжитесь со мной и предоставьте эту информацию и спасибо

      Чтение EAP

      Чтение EAP

      Электричество помогает химии: гальваника

      Жидкость, разлагающаяся при прохождении через нее электрического тока:
      называется электролитом.Процесс называется электролизом, и
      два провода или пластины, погруженные в электролит, называются электродами.
      Электрод, который подключен к положительному выводу ячейки или
      аккумулятор называется анодом. Электрод, подключенный к
      отрицательная клемма аккумулятора называется катодом.

      Давайте посмотрим, что происходит, когда в растворе используются два медных электрода.
      сульфата меди. Схема представлена ​​на схеме. Правая диаграмма
      показаны два медных электрода, погруженные в раствор сульфата меди, содержащий
      в стеклянной банке.Ток поступает через анод (+), проходит через раствор,
      входит в катод (-), а затем выходит из катода, как показано стрелкой. В
      На левой диаграмме V представляет собой стеклянный сосуд, содержащий сульфат меди.
      (электролит), и два электрода помечены + для анода и — для
      катод. Когда переключатель S замкнут, ток течет с клеммы —
      батареи B в направлении стрелки к аноду (+) V, через
      раствор к катоду (-), затем округлите цепь через S обратно к
      отрицательная клемма аккумуляторной батареи B.

      Перед началом этого эксперимента веса двух медных пластин, которые
      должны использоваться для анода, а катод должен быть тщательно записан для
      ссылка на будущее. Затем поместите анод и катод в раствор сульфата меди.
      и подключите их к батарее B и переключателю S. Затем переключатель помещается
      в положении « включено », и ток может течь через цепь
      около получаса. Затем анод и катод удаляют и осторожно сушат.
      в промокательной бумаге перед повторным взвешиванием.

      Вы обнаружите, что произошло удивительное. Анод теперь весит
      на несколько миллиграммов меньше, чем раньше, а катод весит на несколько миллиграммов больше
      чем раньше. Вес, потерянный анодом, в точности равен увеличению
      вес катода. Каким-то странным образом несколько миллиграммов меди
      снята с анода и проведена через электролит током
      и, наконец, прочно прикрепились к катоду. Это самое захватывающее
      открытие, поскольку мы научились использовать электрический ток для передачи крошечных
      частицы меди от анода к катоду.

      Промышленность девятнадцатого века вскоре научилась применять это захватывающее открытие.
      в нашу повседневную жизнь. Ученые обнаружили, что многие другие металлы могут переноситься
      от анода к катоду. Анод должен был быть изготовлен из металла, который требовался.
      для переноса на катод, и электролит должен быть подходящим раствором
      или соль металла. Тогда катод всегда покрывали металлом от
      анод. Медь, серебро, золото, никель, цинк и хром могут использоваться в
      этот процесс, который называется гальваникой.Гальваника широко используется
      в промышленности по ряду причин. Во-первых, его используют для украшения. Покрытия
      из никеля, золота, серебра или хрома придают изделиям красивый блестящий вид
      и сделать их намного дороже. Корпуса часов и столовые приборы часто покрываются гальваническим покрытием.
      с серебром или золотом, чтобы придать им элегантный вид, чтобы они стали привлекательными
      потенциальным покупателям. Руль велосипедов и блестящая фурнитура автомобилей
      привлекательный вид также сделали благодаря никелированию и хромированию.

      Это подводит нас ко второй причине гальваники — как защита
      от ржавчины и коррозии. Железо и сталь легко подвержены коррозии при воздействии
      Атмосфера. Автомобильная фурнитура и блестящие детали велосипедов покрыты гальваническим покрытием.
      главным образом по этой причине, чтобы они могли противостоять сильному износу
      ежедневного использования. Цинк образует защитный слой для металлических листов.
      процесс гальваники, который мы теперь называем цинкованием. Листы оцинкованного железа
      сопротивляются воздействию ветра и непогоды намного лучше, чем листы из железа.Олово также используется как защитное средство. Листы тонкого железа покрыты
      жестяная банка и используется для консервирования фруктов и джема, а также для всех видов жестяных банок.
      в промышленности и торговле. Подводя итог, можно сказать, что промышленность использовала этот процесс.
      сначала гальваническое покрытие для защиты металлических поверхностей, которые в противном случае подверглись бы коррозии;
      а во-вторых, чтобы сделать полезные статьи красивыми и привлекательными.
      В результате наши велосипеды и автомобили, наши часы и столовые приборы, наши здания и
      материалы изготовления служат намного дольше и выглядят намного приятнее
      в.

      Процесс электролиза используется для производства очень чистых образцов.
      металла. Большинство металлов, используемых в промышленности, содержат много примесей. Около 1 миллиона
      тонны рафинированной меди производятся каждый год электролизом. В таком случае
      анод состоит из сырой меди, а катод — из тонких листов чистой меди.
      По мере прохождения тока чистая медь с анода переходит на катод,
      и все примеси выпадают с анода в виде грязи. Таким образом, чистая медь
      собирается на одном электроде, и мутный осадок, который падает с катода,
      опускается на дно чана и периодически снимается.

      Алюминий настолько широко используется сегодня, что мы едва ли можем вспомнить времена, когда
      это не было доступно. Однако несколько лет назад это был дорогой металл, потому что
      найден удовлетворительный способ его коммерческого производства. Алюминиевая руда
      настолько распространены в природе, что ученые и инженеры предприняли много попыток
      найти дешевый и удобный способ их доработки. Проблема была наконец
      решена электролизом с использованием углеродного анода и алюминиевых руд, которые были
      плавится при температуре около 1000 ° С, в качестве электролита.Алюминий
      сейчас в изобилии, и каждый день он находит новое применение.

      Электролиз имеет важное промышленное применение в полиграфии,
      поскольку он часто используется для изготовления «блоков», из которых печатаются изображения и текст.
      Сначала изготавливается восковая форма из печатного блока, который необходимо воспроизвести. С
      воск не проводит электричество, его присыпают графитом, так что
      поверхность становится проводником и может действовать как катод. Затем эта форма становится
      катод, на который с анода осаждается медь или хром.Когда
      воск извлекается из электролита и покрывается тонкой металлической оболочкой.
      Воск удаляется нагреванием, а металлическая оболочка действует как форма, в которую
      расплавленный металл можно заливать. Изготовленные таким образом пластины очень износостойкие.
      и может использоваться для печати многих тысяч экземпляров газет, журналов и
      журналы.

      (Из общей науки Н. Ахмада, У. Ф. Хокинса и У. М. Заки.)

      электрохимических ячеек | Химия [Магистр]

      Гальванические элементы

      Гальванический элемент — это устройство, которое вырабатывает электрический ток из энергии, выделяемой в результате спонтанной окислительно-восстановительной реакции в двух полуячейках.

      Цели обучения

      Напомним, что восстановление происходит на катоде, а окисление происходит на аноде в гальваническом элементе

      Основные выводы

      Ключевые моменты
      • Окисление описывает потерю электронов молекулой, атомом или ионом.
      • Редукция описывает усиление электронов молекулой, атомом или ионом.
      • Электроны всегда текут от анода к катоду.
      • Полуячейки соединены солевым мостиком, который позволяет ионам в растворе перемещаться из одной полуячейки в другую, так что реакция может продолжаться.
      Ключевые термины
      • окислительно-восстановительный потенциал: обратимая химическая реакция, в которой одна реакция является окислением, а обратная — восстановлением.
      • Полуэлемент

      • : любая из двух частей электрохимической ячейки, содержащая электрод и электролит.
      • гальванический элемент: Элемент, например, в батарее, в котором в результате необратимой химической реакции вырабатывается электричество; аккумулятор, который нельзя перезарядить.

      Электрохимическая ячейка — это устройство, вырабатывающее электрический ток из энергии, выделяющейся в результате спонтанной окислительно-восстановительной реакции.Этот вид ячейки включает гальваническую или гальваническую ячейку, названную в честь Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта. Эти ученые провели несколько экспериментов с химическими реакциями и электрическим током в конце 18 века.

      Электрохимические ячейки имеют два проводящих электрода, называемых анодом и катодом. Анод определяется как электрод, на котором происходит окисление. Катод — это электрод, на котором происходит восстановление. Электроды могут быть изготовлены из любых достаточно проводящих материалов, таких как металлы, полупроводники, графит и даже проводящие полимеры.Между этими электродами находится электролит, содержащий ионы, которые могут свободно перемещаться.

      В гальванической ячейке используются два разных металлических электрода, каждый в растворе электролита. Анод подвергнется окислению, а катод — восстановлению. Металл анода окислится, переходя от степени окисления 0 (в твердой форме) к положительной степени окисления, и он станет ионом. На катоде ион металла в растворе будет принимать один или несколько электронов от катода, и степень окисления иона снизится до 0.Это образует твердый металл, который откладывается на катоде. Два электрода должны быть электрически соединены друг с другом, чтобы обеспечить поток электронов, который покидает металл анода и проходит через это соединение к ионам на поверхности катода. Этот поток электронов представляет собой электрический ток, который можно использовать для работы, например, для поворота двигателя или включения света. — [/ latex]), которые проходят через провод к медному катоду.- \ rightarrow \ text {Cu} [/ latex]). Во время реакции будет использоваться цинковый электрод, и металл будет уменьшаться в размерах, в то время как медный электрод станет больше из-за образовавшейся осажденной меди. Солевой мостик необходим, чтобы заряд не проходил через элемент. Без солевого мостика электроны, образующиеся на аноде, будут накапливаться на катоде, и реакция прекратится.

      Гальванические элементы обычно используются в качестве источника электроэнергии. По своей природе они производят постоянный ток.Батарея — это набор гальванических элементов, соединенных параллельно. Например, свинцово-кислотная батарея имеет элементы с анодами из свинца и катодами из диоксида свинца.

      Ячейки электролитические

      Электролиз использует электрическую энергию, чтобы вызвать химическую реакцию, которая затем происходит в электролитической ячейке.

      Цели обучения

      Вспомните три компонента, необходимые для создания электролитической ячейки

      Основные выводы

      Ключевые моменты
      • Электрометаллургия — это процесс восстановления металлов из металлических соединений для получения металла в чистой форме с помощью электролиза.
      • Электролиз иногда можно рассматривать как работу гальванического элемента, не являющегося самопроизвольным.
      • Электроды из металла, графита и полупроводников широко используются в электролизе.
      • Другие системы, в которых используется электролитический процесс, используются для производства металлического натрия и калия, газообразного хлора, гидроксида натрия и хлората калия и натрия.
      Ключевые термины
      • электролиз: химическое изменение, возникающее при пропускании электрического тока через проводящий раствор или расплав соли.
      • электролитический: относящийся к электролизу или использующий его.

      В химии и производстве электролиз — это метод использования постоянного электрического тока (DC) для запуска в противном случае не спонтанной химической реакции. Электролиз является коммерчески важным этапом в процессе отделения элементов из природных источников, таких как руда.

      Электролиз — это прохождение постоянного электрического тока через ионное вещество, которое либо расплавлено, либо растворено в подходящем растворителе, что приводит к химическим реакциям на электродах и разделению материалов.

      Электролиз иногда можно рассматривать как запуск несамопроизвольного гальванического элемента. В зависимости от того, насколько свободно элементы отдают электроны (окисление) и насколько энергетически выгодно элементам получать электроны (восстановление), реакция может не быть спонтанной. Путем подачи извне энергии для преодоления энергетического барьера спонтанной реакции желаемая реакция «разрешается» протекать при особых обстоятельствах.

      Основные компоненты, необходимые для проведения электролиза:

      • Электролит: вещество, содержащее свободные ионы, переносящие электрический ток.Если ионы неподвижны, как в твердой соли, то электролиз не может происходить.
      • Источник постоянного тока (DC): обеспечивает энергию, необходимую для создания или разряда ионов в электролите. Электрический ток переносится электронами во внешней цепи.
      • Два электрода: электрический проводник, который обеспечивает физический интерфейс между электрической цепью, обеспечивающей энергию, и электролитом.

      Типичная электролизная ячейка: ячейка, используемая в элементарных химических экспериментах для получения газа в качестве продукта реакции и для измерения его объема.

      Широко используются электроды из металла, графита и полупроводников. Выбор подходящего электрода зависит от химической активности электрода и электролита, а также от стоимости производства.

      Другие системы, в которых используется электролитический процесс, используются для производства металлического натрия и калия, газообразного хлора, гидроксида натрия и хлората калия и натрия.

      Обозначение электрохимической ячейки

      Обозначение ячейки — это сокращение, которое выражает определенную реакцию в электрохимической ячейке.

      Цели обучения

      Создание соответствующей записи электрохимической ячейки для данной электрохимической реакции

      Основные выводы

      Ключевые моменты
      • Анод и катод ячейки (полуэлементы) разделены двумя полосами или косыми чертами, которые представляют собой солевой мостик.
      • Анод расположен слева, а катод — справа.
      • Отдельные твердые, жидкие или водные фазы в каждой полуячейке написаны разделенными одной полосой.
      • Концентрации растворенных веществ могут быть указаны в скобках после обозначения фазы (s, l, g или aq).
      Ключевые термины
      • полуэлемент: любая из двух частей электрохимической ячейки, содержащая электрод и электролит.
      • Электрод

      • : Клемма, через которую электрический ток проходит между металлическими и неметаллическими частями электрической цепи. При электролизе электроды помещают в раствор отдельно.

      Обозначение ячеек

      Напомним, что стандартные потенциалы ячейки могут быть рассчитаны из потенциалов E 0 ячейки как для реакций окисления, так и для реакций восстановления.\ text {o} _ {\ text {окисление}} [/ latex]

      Обозначения ячеек — это сокращенное описание гальванических или гальванических (спонтанных) ячеек. Условия реакции (давление, температура, концентрация и т. Д.), Анод, катод и компоненты электрода описаны в этом уникальном сокращении.

      Напомним, что окисление происходит на аноде, а восстановление происходит на катоде. Когда анод и катод соединены проволокой, электроны текут от анода к катоду.

      Типичный гальванический элемент: Типичное расположение полуэлементов, соединенных в гальванический элемент.- \ rightleftharpoons 2 \ text {Ag} (\ text {s}) [/ latex]

      Правила обозначения ячеек

      1. Сначала описывается анодный полуэлемент; следует катодная полуячейка. В пределах данной полуячейки сначала указываются реагенты, а последними — продукты.