The anod dan katod adalah jenis elektrod yang terdapat dalam sel elektrokimia. Ini adalah alat yang mampu menghasilkan tenaga elektrik melalui tindak balas kimia. Sel elektrokimia yang paling banyak digunakan adalah bateri.
Terdapat dua jenis sel elektrokimia, sel elektrolitik dan sel galvanik atau volta. Dalam sel elektrolitik, tindak balas kimia yang menghasilkan tenaga tidak berlaku secara spontan, tetapi arus elektrik diubah menjadi reaksi pengurangan oksidasi kimia.
Sel galvanik terdiri daripada dua sel separuh. Ini dihubungkan oleh dua elemen, konduktor logam dan jambatan garam.
Konduktor elektrik, seperti namanya, mengalirkan elektrik kerana mempunyai rintangan yang sangat sedikit terhadap pergerakan cas elektrik. Pengalir terbaik biasanya logam.
Jambatan garam adalah tiub yang menghubungkan dua sel separuh, sambil mengekalkan hubungan elektriknya, dan tanpa membiarkan komponen setiap sel bersatu.Setiap sel sel sel galvanik mengandungi elektrod dan elektrolit.
Apabila tindak balas kimia berlaku, salah satu daripada separuh sel kehilangan elektron ke arah elektrodnya, melalui proses pengoksidaan; sementara yang lain memperoleh elektron untuk elektrodnya, melalui proses pengurangan.
Proses pengoksidaan berlaku di anoda, dan proses pengurangan di katod
Anod
Nama anode berasal dari bahasa Yunani ανά (aná): ke atas, dan οδός (odós): jalan. Faraday adalah orang yang mencipta istilah ini pada abad ke-19.
Definisi terbaik bagi anod ialah elektrod yang kehilangan elektron dalam tindak balas pengoksidaan. Ia biasanya dihubungkan dengan kutub positif aliran arus elektrik, tetapi ini tidak selalu berlaku.
Walaupun dalam bateri anoda adalah kutub positif, pada lampu LED, sebaliknya adalah anode sebagai kutub negatif.
Biasanya, arah arus elektrik ditakrifkan, menghargainya sebagai arah cas percuma, tetapi jika konduktor tidak logam, cas positif yang dihasilkan dipindahkan ke konduktor luaran.
Pergerakan ini menyiratkan bahawa kita mempunyai cas positif dan negatif yang bergerak ke arah yang berlawanan, sehingga dikatakan bahawa arah arus adalah jalan muatan positif kation yang terdapat di anoda ke arah muatan negatif anoda. dijumpai di katod.
Dalam sel galvanik, yang mempunyai konduktor logam, arus yang dihasilkan dalam tindak balas mengikuti jalan dari kutub positif ke negatif.
Tetapi dalam sel elektrolit, kerana mereka tidak mempunyai konduktor logam, melainkan elektrolit, ion dengan muatan positif dan negatif dapat dijumpai yang bergerak ke arah yang bertentangan.
Anod termionik menerima sebahagian besar elektron yang berasal dari katod, memanaskan anod, dan harus mencari jalan untuk menghilangkannya. Haba ini dihasilkan dalam voltan yang berlaku di antara elektron.
Anod khas
Terdapat jenis anod khas, seperti yang terdapat di dalam sinar-X. Dalam tabung ini, tenaga yang dihasilkan oleh elektron, selain menghasilkan sinar-X, menghasilkan banyak tenaga yang memanaskan anoda.
Haba ini dihasilkan pada voltan yang berbeza antara kedua elektrod, yang memberikan tekanan pada elektron. Apabila elektron bergerak dalam arus elektrik, mereka berdampak pada anod, memancarkan haba ke dalamnya.
Katod
Katod adalah elektrod dengan muatan negatif, yang dalam tindak balas kimia mengalami reaksi pengurangan, di mana keadaan pengoksidaannya berkurang ketika menerima elektron.
Seperti anode, Faraday yang mencadangkan istilah katod, yang berasal dari Yunani Yunani: 'downward', dan ὁδός: 'way'. Untuk elektrod ini, cas negatif dikaitkan dari masa ke masa.
Pendekatan ini ternyata salah, kerana bergantung pada peranti yang digunakan, ia mempunyai satu beban atau yang lain.
Hubungan ini dengan kutub negatif, seperti juga anoda, timbul dari anggapan bahawa arus mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Ini timbul dalam sel galvanik.
Di dalam sel elektrolit, medium pemindahan tenaga, bukan dalam logam tetapi dalam elektrolit, ion negatif dan positif dapat wujud bersama yang bergerak dalam arah yang bertentangan. Tetapi secara konvensional, arus dikatakan bergerak dari anoda ke katod.
Katod khas
Satu jenis katod khusus adalah katod termionik. Di dalamnya, katod memancarkan elektron kerana kesan haba.
Dalam injap termionik, katod boleh memanaskan dirinya dengan mengedarkan arus pemanasan dalam filamen yang melekat padanya.
Tindak balas keseimbangan
Sekiranya kita mengambil sel galvanik, yang merupakan sel elektrokimia yang paling biasa, kita dapat merumuskan reaksi keseimbangan yang dihasilkan.
Setiap sel separuh yang membentuk sel galvanik mempunyai voltan ciri yang dikenali sebagai potensi pengurangan. Dalam setiap setengah sel, tindak balas pengoksidaan berlaku di antara ion yang berlainan.
Apabila reaksi ini mencapai keseimbangan, sel tidak dapat memberikan ketegangan lagi. Pada masa ini, pengoksidaan yang berlaku pada separuh sel pada ketika itu akan mempunyai nilai positif semakin dekat dengan keseimbangan. Potensi tindak balas akan semakin besar apabila keseimbangan dicapai.
Apabila anod berada dalam keseimbangan, ia mula kehilangan elektron yang melalui konduktor ke katod.
Reaksi pengurangan berlaku di katod, semakin jauh dari keseimbangan, semakin besar kemungkinan reaksi akan terjadi ketika ia berlaku dan mengambil elektron yang berasal dari anoda.
Rujukan
- HUHEEY, James E., et al. Kimia bukan organik: prinsip struktur dan kereaktifan. Pearson Education India, 2006.
- SIENKO, Michell J .; ROBERT, A. Kimia: prinsip dan sifat. New York, AS: McGraw-Hill, 1966.
- BRADY, James E. Kimia am: prinsip dan struktur. Wiley, 1990.
- PETRUCCI, Ralph H., et al. Kimia am. Dana Pendidikan Antara Amerika, 1977.
- MASTERTON, William L .; HURLEY, Cecile N. Kimia: prinsip dan tindak balas. Pembelajaran Cengage, 2015.
- BABOR, Joseph A .; BABOR, JoseJoseph A .; AZNÁREZ, José Ibarz. Kimia Umum Moden: Pengenalan Kimia Fizikal dan Kimia Deskriptif Tinggi (Anorganik, Organik, dan Biokimia). Marin ,, 1979.
- CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. Tindak balas elektrokimia. Toray-Masson, 1969.