+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Анод, катод, положительный и отрицательный: основы химии батарей

04 мая 2020г.

В последнее время были совершены важные открытия в области аккумуляторных батарей (иногда называемых вторичными элементами), и большую часть этой работы можно отнести к разработке электромобилей. Эта работа помогла получить Нобелевскую химическую премию 2019 года за разработку литий-ионных аккумуляторов. Следовательно, термины «анод», «катод», «положительный» и «отрицательный» приобрели все большую важность.

В статьях о новых батарейных электродах и станциях циклирования батарей часто используются названия анод и катод без указания того, разряжается ли батарея или заряжается. Термины анод, катод, положительный и отрицательный не являются синонимами, их иногда можно спутать, что может привести к ошибкам.

Цель этой статьи — прояснить и четко определить эти разные термины.

Реакции окисления и восстановления

Реакция окисления является электрохимической реакцией, которая производит электроны.

Электрохимическая реакция, которая происходит на отрицательном элементе цинкового электрода никель-цинковой батареи во время разряда:
 

Zn + 4OH → Zn (OH) 2-4 + 2e
 

реакция окисления. Окисление — это потеря электронов.

Реакция восстановления — это электрохимическая реакция, которая потребляет электроны. Электрохимическая реакция, происходящая на положительной стороне литий-ионного аккумулятора во время разряда:
 

Li— xCoO2 + XLI++ Xe → LiCoO2
 

является реакцией восстановления. Сокращение — это выигрыш электронов.

Анод, катод

  • Анод — это электрод, в котором происходит реакция окисления. Потенциал анода, через который протекает ток, выше его равновесного потенциала: Ea (I)> EI = 0 (рис. 1).
  • Катод — это электрод, в котором происходит реакция восстановления. Потенциал катода, через который протекает ток, ниже его равновесного потенциала: Ec (I) < EI = 0 (рис. 1).

Рис.1: (E
I≠0−EI=0) I > 0

Положительные и отрицательные электроды

Два электрода батареи или аккумулятора имеют разные потенциалы. Электрод с более высоким потенциалом упоминается как положительный, электрод с более низким потенциалом упоминается как отрицательный. Электродвижущая сила, эдс в V батареи — это разность потенциалов положительного и отрицательного электродов, когда батарея не работает.

Исследуя батарею

Разряд батареи

Во время разряда напряжение элемента U, разность между положительным и отрицательным, уменьшается (рис. 2, 3).

  • Потенциал положительного электрода E+I≠0 становится меньше его значения в состоянии покоя E+I = 0 : E+I≠0  → положительный электрод является катодом.
  • Потенциал отрицательного электрода EI≠0 становится больше его значения в состоянии покоя EI=0 : EI>0 > EI=0 → отрицательный электрод является анодом.

Рис. 2: Разряд и заряд батареи: слева — потенциальное изменение положительного и отрицательного электродов; справа — изменение напряжения батареи

Зарядка аккумулятора

Во время зарядки напряжение элемента U, разность между положительным и отрицательным, увеличивается (рис. 2, 3).

  • Потенциал положительного электрода E+I≠0 становится больше его значения в состоянии покоя E+I=0 : E+I>0 > E+I=0 → положительный электрод является анодом.
  • Потенциал отрицательного электрода EI≠0 становится меньше его значения в состоянии покоя EI=0 : EI<0  < EI=0 → отрицательный электрод является катодом.

Рис. 3: Разрядка / зарядка вторичной батареи, представленной в виде электрохимической ячейки, с электронами и направлением тока.

Вывод

При обычном использовании перезаряжаемой батареи потенциал положительного электрода как при разряде, так и при перезарядке остается больше, чем потенциал отрицательного электрода. С другой стороны, роль каждого электрода переключается во время цикла разрядки / зарядки.

  • Во время разряда положительным является катод, отрицательным является анод.
  • Во время заряда положительным является анод, отрицательным является катод. 

Тексты, описывающие аккумуляторные аноды или катоды, безусловно, косвенно рассматривают случай разряда, что является неполным предсталением о процессах, происходящих внутри вторичного элемента.

Поделиться в соцсетях:

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.

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.

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. 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.

Катод и анод — это плюс или минус: как определить

Анод и катод — два физических термина прикладной электроники, гальванотехнике и химии. Уяснив эти термины, можно понять, почему, например, греется аудиоплеер. Путаница в терминологии спровоцирует аварийные ситуации.

Что это такое

Катоды и аноды — электрические проводники, которые имеют электронную проводимость. Посредством анода электрический заряд втекает в аппаратуру, а катода — наоборот, истекает. На первом возникает окислительная реакция (называют восстановитель) и отсылает заряженные частицы, на втором — восстановительная реакция (называют окислитель) и принимает заряженные частицы.

Анод и катод в диоде

Если перемещение электрических проводников проходит от восстановления к окислению по цепи извне, возникает источник электроэнергии. Прибор, с помощью которого преобразовывается химическая энергия в электроэнергию, получил название «гальванический элемент».

Чтобы не возникло путаницы, стоит четко усвоить и запомнить отличие плюса и минуса в разных процессах:

В гальванотехнике химические реакции происходят внутри элемента. В электричестве извне не нуждается, так как заряд сам потечет во внешнюю цепь из элемента. В этом случаев катод — положительный, анод — отрицательный.

Схема гальванического элемента

В электролизе необходим внешний источник тока, включенный в разрыв проводника внешней цепи. Внешний источник создаст разность потенциалов между электрическими проводниками, и вне устройства будет вкачивать ток в элемент. На аноде будет плюс, а на катоде — противоположно.

Важно! Чтобы определить, катод и анод — это плюс или минус, нужно запомнить: в гальванотехнике отрицательным становится анод, а катод — положительный. У электролитов — противоположно.

Как определить что минус, а что плюс (у диода)

Особенность диодов такова, что они проводят заряд только в одном направлении. Чтобы не ошибиться, обычно на корпусе обозначены маркировки. В случае отсутствия маркировок чтобы узнать, как все-таки определить полярности анода и катода у диодов, применяют следующие методы.

  1. Использование мультиметра. Прибор включается в тест-режим. Если на экране засветились цифровые значения — диод подсоединен по прямому маршруту. Красный провод идет к аноду «+», черный к катоду «-».
  2. Внешние признаки:
  • символы «+» и «-» на корпусе;
  • ближе к аноду нанесены обозначения в форме точек или кольцевых линий;
  • вытянутая форма устройства — плюс, приплюснутый — минус;
  1. Включение питания. Собирается простейшая схема, которая состоит из батарейки и лампы.

Обратите внимание! Если включить лампочку, и она начнет гореть — «+» батарейки соединен с положительной полярностью, это есть анод, и прибор будет пропускать через себя ток. Если свет не загорелся, то значит, соединили с отрицательной полярностью — это катод и, соответственно, тока не будет.

  1. Инструкция по эксплуатации. Производитель вместе с товаром прилагает подробную техническую документацию, где прописаны все необходимые параметры.
Определение полюсов с помощью лампочки

Заряд аккумулятора

Если взглянуть на аккумулятор или обычные батарейки, то можно заметить терминалы, отличающиеся обозначением «+» и «-», которые расположены на противоположных концах.

Аккумулятор имеет металлический или пластиковый каркас. Внутри катод сведен с положительной полярностью, а анод подключен к отрицательной полярности. Отделяет их друг от друга заслон, поэтому они не соприкасаются, а электрический заряд свободно протекает между ними. Помогает этому электролит — специальный раствор серной кислоты.

Схема заряда АКБ

Когда проходит химическая реакция заряда с электролитом на одном из электрических проводников, возникнет окислительная реакция. Если включить гальванический компонент в электросеть, электроны с анода перетекут на катод, производя функционирование пока в электролите возникают химические взаимодействия. Работать химический источник электрического тока прекратить только тогда, когда химические составляющие электролита израсходуются.

На заметку. Когда происходит разряд гальванического элемента, то анод является «-», когда заряд — катод имеет знак «+».

Применение в электронике

В электронике применяют особенности диодов впускать заряд по прямому маршруту, но не отпускать обратно.

Р-n переход тока

Работа светодиода заключается в свойстве кристаллов, которые светятся при пропускании через p-n переход тока по прямой.

В электрохимии электрические проводники необходимы при создании автономных источников питания (аккумуляторные батареи), а также при воспроизведении технологических процессов. Аноды, катоды участвуют в электролизе, электроэкстракции, гальваностегии и гальванопластике.

Гальваника — восстановления металла при химических процессах под воздействием электротока. Такая процедура приводит к устойчивости от коррозии узлов и агрегатов механизмов.

Анод — это… Что такое Анод?

Ано́д (др.-греч. ἄνοδος — движение вверх) — электрод некоторого прибора, присоединённый к положительному полюсу источника питания. Электрический потенциал анода положителен по отношению к потенциалу катода.

Анод в электрохимии

При процессах электролиза (получение элементов из солевых растворов и расплавов под действием постоянного электрического тока), анод — электрически положительный полюс, на нём происходят окислительно-восстановительные реакции (окисление), результатом которых, в определённых условиях, может быть разрушение (растворение) анода, что используется, к примеру, при электрорафинировании металлов.

Аноды — множественное число слова «анод»; эта форма применяется преимущественно в металлургии, где применяются аноды для гальваники, используемые для нанесения на поверхность изделия слоя металла электрохимическим способом, либо для электрорафинирования, где металл с примесями растворяется на аноде и осаждается в очищенном виде на катоде. Основное распространение получили аноды из цинка (бывают сферические, литые и катаные, чаще используются последние), никеля, меди (среди которых отдельно выделяют медно-фосфористые, марки АМФ), кадмия (применение которых сокращается из-за экологической вредности), бронзы, олова (применяются при производстве печатных плат в радиоэлектронной промышленности), сплава свинца и сурьмы, серебра, золота и платины. Аноды из недрагоценных металлов применяются для повышения коррозионной стойкости, повышения эстетических свойств предметов и др. целей. Аноды из драгоценных металлов применяются гальваническим производством для повышения электропроводности изделий и др.

Анод в вакуумных электронных приборах

В вакуумных электронных приборах анод — электрод, который притягивает к себе летящие электроны, испущенные катодом. В электронных лампах и рентгеновских трубках конструкция анода такова, что он полностью поглощает электроны. А в электронно-лучевых приборах анод является элементом электронной пушки. Он поглощает лишь часть летящих электронов, формируя после себя электронный луч.

Анод у полупроводниковых приборов

Электрод полупроводникового прибора (диода, тиристора), подключённый к положительному полюсу источника тока, когда прибор открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключённый к отрицательному полюсу — катодом.

Знак анода и катода

В литературе встречается различное обозначение знака анода — «+» или «-», что определяется, в частности, особенностями рассматриваемых процессов.

В электрохимии принято считать, что катод — электрод, на котором происходит процесс восстановления, а анод — тот, где протекает окисление[1]. При работе электролизера (например, при рафинировании меди) внешний источник тока обеспечивает на одном из электродов избыток электронов (отрицательный заряд), здесь происходит восстановление металла, это катод. На другом электроде обеспечивается недостаток электронов и окисление металла, это анод.

В то же время при работе гальванического элемента (к примеру, медно-цинкового), избыток электронов (и отрицательный заряд) на одном из электродов обеспечивается не внешним источником тока, а собственно реакцией окисления металла (растворения цинка), то есть здесь отрицательным, если следовать приведённому определению, будет уже анод. Электроны, проходя через внешнюю цепь, расходуются на протекание реакции восстановления (меди), то есть катодом будет являться положительный электрод.

В соответствии с таким толкованием, для аккумулятора анод и катод меняются местами в зависимости от направления тока внутри аккумулятора[2][3].

В электротехнике анод — положительный электрод, ток течет от анода к катоду, электроны, соответственно, наоборот.

См. также

Литература

  1. Антропов Л. И. Теоретическая электрохимия : Учеб. для хим.-технолог. спец. вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М. : Высш. шк., 1984. — С. 13.
  2. Левин А. И. Теоретические основы электрохимии. — М.: Металлургиздат, 1963. — С. 131.
  3. Справочник по электрохимии / Под ред. А. М. Сухотина. — Л. : Химия, 1981. — С. 405.

Ссылки

Анод и катод — что это и как будет правильно определить?

Про анод и катод источника питания необходимо знать тем, кто занимается практической электроникой. Что и как называют? Почему именно так? Будет углублённое рассмотрение темы с точки зрения не только радиолюбительства, но и химии. Наиболее популярное объяснение звучит следующим образом: анод – это положительный электрод, а катод – отрицательный. Увы, это не всегда верно и неполно. Чтобы уметь определить анод и катод, необходимо иметь теоретическую базу и знать, что да как. Давайте рассмотрим это в рамках статьи.

Анод

Обратимся к ГОСТ 15596-82, который занимается химическими источниками тока. Нас интересует информация, размещённая на третьей странице. Согласно ГОСТу, отрицательным электродом химического источника тока является именно анод. Вот так да! А почему именно так? Дело в том, что именно через него электрический ток входит из внешней цепи в сам источник. Как видите, не всё так легко, как кажется на первый взгляд. Можно посоветовать внимательно рассматривать представленные в статье картинки, если содержимое кажется слишком сложным – они помогут понять, что же автор хочет вам донести.

Катод

Обращаемся всё к тому же ГОСТ 15596-82. Положительным электродом химического источника тока является тот, при разряде из которого он выходит во внешнюю цепь. Как видите, данные, содержащиеся в ГОСТ 15596-82, рассматривают ситуацию с другой позиции. Поэтому при консультировании с другими людьми насчет определённых конструкций необходимо быть очень осторожным.

Возникновение терминов

Их ввёл ещё Фарадей в январе 1834 года, чтобы избежать неясности и добиться большей точности. Он предлагал и свой вариант запоминания на примере с Солнцем. Так, у него анод – это восход. Солнце движется вверх (ток входит). Катод – это заход. Солнце движется вниз (ток выходит).

Пример радиолампы и диода

Продолжаем разбираться, что для обозначения чего используется. Допустим, один из данных потребителей энергии у нас имеется в открытом состоянии (в прямом включении). Так, из внешней цепи диода в элемент по аноду входит электрический ток. Но не путайтесь благодаря такому объяснению с направлением электронов. Через катод во внешнюю цепь из используемого элемента выходит электрический ток. Та ситуация, что сложилась сейчас, напоминает случаи, когда люди смотрят на перевёрнутую картину. Если данные обозначения сложные – помните, что разбираться в них таким образом обязательно исключительно химикам. А сейчас давайте сделаем обратное включение. Можно заметить, что полупроводниковые диоды практически не будут проводить ток. Единственное возможное здесь исключение – обратный пробой элементов. А электровакуумные диоды (кенотроны, радиолампы) вообще не будут проводить обратный ток. Поэтому и считается (условно), что он через них не идёт. Поэтому формально выводы анод и катод у диода не выполняют свои функции.

Почему существует путаница?

Специально, чтобы облегчить обучение и практическое применение, было решено, что диодные элементы названия выводов не будут менять зависимо от своей схемы включения, и они будут «прикреплены» к физическим выводам. Но это не относится к аккумуляторам. Так, у полупроводниковых диодов всё зависит от типа проводимости кристалла. В электронных лампах этот вопрос привязан к электроду, который эмитирует электроны в месте расположения нити накала. Конечно, тут есть определённые нюансы: так, через такие полупроводниковые приборы, как супрессор и стабилитрон, может немного протекать обратный ток, но здесь существует специфика, явно выходящая за рамки статьи.

Разбираемся с электрическим аккумулятором

Это по-настоящему классический пример химического источника электрического тока, что является возобновляемым. Аккумулятор пребывает в одном из двух режимов: заряд/разряд. В обоих этих случаях будет разное направление электрического тока. Но обратите внимание, что полярность электродов при этом меняться не будет. И они могут выступать в разных ролях:

  1. Во время зарядки положительный электрод принимает электрический ток и является анодом, а отрицательный его отпускает и именуется катодом.
  2. При отсутствии движения о них разговор вести нет смысла.
  3. Во время разряда положительный электрод отпускает электрический ток и является катодом, а отрицательный принимает и именуется анодом.

Об электрохимии замолвим слово

Здесь используют немного другие определения. Так, анод рассматривается как электрод, где протекают окислительные процессы. И вспоминая школьный курс химии, можете ответить, что происходит в другой части? Электрод, на котором протекают восстановительные процессы, называется катодом. Но здесь нет привязки к электронным приборам. Давайте рассмотрим ценность окислительно-восстановительных реакций для нас:

  1. Окисление. Происходит процесс отдачи частицей электрона. Нейтральная превращается в положительный ион, а отрицательная нейтрализуется.
  2. Восстановление. Происходит процесс получения частицей электрона. Положительная превращается в нейтральный ион, а потом в отрицательный при повторении.
  3. Оба процесса являются взаимосвязанными (так, количество электронов, что отданы, равняется присоединённому их числу).

Также Фарадеем для обозначения были введены названия для элементов, что принимают участие в химических реакциях:

  1. Катионы. Так называются положительно заряженные ионы, что двигаются в растворе электролита в сторону отрицательного полюса (катода).
  2. Анионы. Так называются отрицательно заряженные ионы, что двигаются в растворе электролита в сторону положительного полюса (анода).

Как происходят химические реакции?

Окислительная и восстановительная полуреакции являются разделёнными в пространстве. Переход электронов между катодом и анодом осуществляется не непосредственно, а благодаря проводнику внешней цепи, на котором создаётся электрический ток. Здесь можно наблюдать взаимное превращение электрической и химической форм энергии. Поэтому для образования внешней цепи системы из проводников разного рода (коими являются электроды в электролите) и необходимо пользоваться металлом. Видите ли, напряжение между анодом и катодом существует, как и один нюанс. И если бы не было элемента, что мешает им напрямую произвести необходимый процесс, то ценность источников химического тока была бы весьма низка. А так, благодаря тому, что заряду необходимо пройтись по той схеме, была собрана и работает техника.

Что есть что: шаг 1

Теперь давайте будем определять, что есть что. Возьмём гальванический элемент Якоби-Даниэля. С одной стороны он состоит из цинкового электрода, который опущен в раствор сульфата цинка. Затем идёт пористая перегородка. И с другой стороны имеется медный электрод, который расположен в растворе сульфата меди. Они соприкасаются между собой, но химические особенности и перегородка не дают смешаться.

Шаг 2: Процесс

Происходит окисление цинка, и электроны по внешней цепи двигаются к меди. Так получается, что гальванический элемент имеет анод, заряженный отрицательно, и катод — положительный. Причем данный процесс может протекать только в тех случаях, когда электронам есть куда «идти». Дело в том, что попасть напрямую от электрода к другому мешает наличие «изоляции».

Шаг 3: Электролиз

Давайте рассмотрим процесс электролиза. Установка для его прохождения является сосудом, в котором имеется раствор или расплав электролита. В него опущено два электрода. Они подключены к источнику постоянного тока. Анод в этом случае – это электрод, который подключен к положительному полюсу. Здесь происходит окисление. Отрицательно заряженный электрод – это катод. Здесь протекает реакция восстановления.

Шаг 4: Напоследок

Поэтому при оперировании данными понятиями всегда необходимо учитывать, что анод не в 100% случаев используется для обозначения отрицательного электрода. Также катод периодически может лишаться своего положительного заряда. Всё зависит от того, какой процесс на электроде протекает: восстановительный или окислительный.

Заключение

Вот таким всё и является – не очень сложно, но не скажешь, что и просто. Мы рассмотрели гальванический элемент, анод и катод с точки зрения схемы, и сейчас проблем с соединением источников питания с наработками у вас быть не должно. И напоследок нужно оставить ещё немного ценной для вас информации. Всегда приходится учитывать разницу, которую имеет потенциал катода/потенциал анода. Дело в том, что первый всегда будет немного большим. Это из-за того, что коэффициент полезного действия не работает с показателем в 100 % и часть зарядов рассеивается. Именно из-за этого можно увидеть, что аккумуляторы имеют ограничение на количество раз заряда и разряда.

Определение анода и катода — Справочник химика 21

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНОДА И КАТОДА [c.22]

    Дайте определения понятиям катод , анод , катодный процесс , анодный процесс . [c.105]

    Другой метод определения рассеивающей способности на плоских, параллельно расположенных к аноду катодах был предложен Фильдом. В отличие от предыдущего в данном случае катоды устанавливаются по одну сторону от анода и отделяются друг от друга токонепроводящей перегородкой (рис, XI-10). [c.363]


    Необходимо рассматривать не только реакцию между окружающей средой и металлическим покрытием, но и реакцию, которая происходит, когда воздействию окружающей среды подвергается гальваническая пара. При этом из-за пористости, дефектов покрытия, механического повреждения или в результате коррозии покрытия не обеспечивается защита основного металла. Если при воздействии определенной среды покрытие служит катодом по отношению к основному металлу, то образуются малый анод и большой катод, что приводит к интенсивной коррозии, сосредоточенной на малой площади. При дальнейшей коррозии соотношение площадей анод —катод существенным образом не изменяется, поскольку покрытие не корродирует [c.50]

    В рассматриваемой нами системе источник постоянного тока—анод— катод изменение общего тока / обязательно приведет к соответствующим изменениям токов /с и /ф, а также и зарядов с и ф. Увеличение и уменьщение напряжения между электродами изменяют концентрацию частиц при электродном слое. Поскольку процесс изменения концентрации раствора является нестационарным, следовательно, и при каком-то определенном напряжении источника составляющие /с и /ф общий ток / могут изменяться. [c.64]

    Термоэмиссионные константы А и методом прямых Ричардсона в экспериментальном диоде с тройным анодом. Катод был прямонакальным на танталовом керне. Измерялась только эмиссия с центральной, равномерно нагретой части катода, чем исключалось влияние охлажденных концов. По полученным данным строились кривые Шоттки, а затем прямые Ричардсона для определения работы выхода. [c.110]

    IV. Дайте определения анода и катода (с. 8, рис. 6) [c.131]

    Интенсивность / возникающего рентгеновского излучения зависит от напряжения анод — катод Уа и прямо пропорциональна анодному току /а и обычно задается на определенном расстоянии от трубки.[c.289]

    Лампа с полым катодом (рис. 11.25) представляет собой стеклянный или кварцевый баллон, заполненный инертным газом под низким давлением, внутри которого находятся два электрода — катод и анод. Катод имеет форму чаши и изготавливается из чистого металла. При подаче напряжения на электроды возникает тлеющий разряд с образованием положительных ионов газа-наполнителя. Последние бомбардируют катод, выбивая атомы металла в газовую фазу. Там эти атомы возбуждаются и испускают излучение, характерное для свободных атомов соответствующего элемента. Таким образом, спектр излучения лампы с полым катодом — это атомный спектр материала катода (плюс линии, испускаемые возбужденными ионами газа-наполнителя). Из него с помощью обычного дифракционного монохроматора можно выделить одну (обычно наиболее интенсивную) линию и использовать ее для атомно-абсорбционного определения соответствующего элемента. [c.244]


    Суммарные реакции на аноде, катоде и для всего элемента в целом приведены на рис. 32.20. В каждом элементе протекает полуреакция окисления и полуреакция восстановления. Полуреакция окисления всегда происходит на электроде, называемом анодом, а полуреакция восстановления — на катоде. Фактически это основные определения анода и катода в электрохимии. [c.86]

    Определение бора в карбиде кремния. 80 мг смеси помещают в кратер графитового электрода. Электрод со смесью помещают в камеру (рис. 9) и подключают анодом. Катодом служит электрод, заточенный на конус. Межэлектродный промежуток — 3 лгм. Пробы отжигают при [c.226]

    Определение Mg, Си, Ре, А1, Т1 в карбиде кремни.ч. 80 мг смеси помещают в кратер графитового электрода. Смесь уплотняют палочкой из органического стекла. Электрод со смесью служит анодом. Катодом является электрод, заточенный на конус. Между электродами зажигают дугу силой тока 10 а. Межэлектродный промежуток — 3 мм. Спектры образцов фотографируют не менее 4 раз при ширине щели спектрографа 0,015 мм. Время экспозиции— 1 мин.[c.226]

    Катод лампы нагревается электрическим током от специальной батареи. При достижении определенной температуры катод испускает электроны, имеющие самые разнообразные скорости. Электроны создают у катода так называемое электронное облако , образующее пространственный заряд, который своим отрицательным полем уменьшает дальнейшую эмиссию электронов. Если присоединить батарею положительным полюсом к аноду, а отрицательным—к катоду, то электроны полетят на анод, в цепи возникнет электронный ток. С увеличением напряжения на аноде все большее количество электронов будет достигать анода—сила электронного тока будет расти. Увеличение силы тока будет про- [c.76]

    Фарадей предложил ряд определений важнейших понятий, которые используются и в наши дни. Он ввел понятия электролиз , электролит , электрод , анод , катод . Частицы, образующиеся при электролизе, Фарадей называл ионами, которые в зависимости от направления их движения в электролите разделял на анионы и катионы. Среди исследований по электричеству работы Фарадея явились вершиной научных достижений. В химии же они стали эффективными только в сочетании с работами С. Аррениуса и Я. Г. Вант-Гоффа. Помимо одной из самых его известных книг История свечи в 1827 г. он опубликовал тоже ставшую очень популярной книгу Способы работы в химической лаборатории . [c.85]

    II лучше соответствует применению формулы (40,10) к цилиндрическому триоду. Выражение (40,27) приводит к новому определению проницаемости триода, а именно проницаемость триода представляет собой отношение ёмкости анод-катод и ёмкости [c.151]

    Электролиз металлов ведут в режимах, обеспечивающих их максимальные выделение. Так, для получения алюминия из его окиси А12анод-катод в 1,7 В, поддерживают температуру электролиза в пределах 940— 950°С и его определенную концентрацию. [c.73]

    Выполнение определения. Образцы конденсатов (50 см ) упаривают на 30 мг угольного порошка во фторопластовых чашках на водяной бане. Полученные конденсаты переносят количественно в кратеры угольных электродов, применяемых в качестве анода. Катодом служат угольные электроды,, заточенные на конус. Спектры возбуждают в дуге постоянного тока (сила тока 12—14 А) и фотографируют на кварцевом спектрографе ИСП-28 с трехлинзовой конденсорной системой. Стандартные образцы, содержащие от 0,1 до 1 10 % анализируемых элементов, готовят, как указано в работе [1]. В качестве носителя применяют фторид натрия, который прибавляют к навескам стандартных образцов и конденсатам по 0,5 мг. Для анализа выбирают следующие линии определяемых элементов (нм) А1 — 308,22 5п — 284,08 5т — 336,58 Сг — 283,54 Си — 327,4. Градуировочные графики строят в координатах [Л5 lg ], где — разность почернений аналитической [c.16]

    Высокой селективностью, чувствительностью и точностью определения обладает полярографический метод. Он основан на измерении силы тока, возникающей при окислении или восстановлении анализируемых веществ на поверхности рабочего электрода. Различают катодную поляризацию, при которой применяют катод с небольшой, а анод с большой поверхностью. Плотность тока сравнительно велика на катоде и очень мала на аноде. Поляризация происходит на катоде при прохождении тока через раствор. При анодной поляризации, наоборот, используют анод с небольшой, а катод с большой поверхностью. Поляризация происходит на аноде, катод не поляризуется. [c.5]

    Явление электролитического выделения вещества щироко используется для получения химически чистых металлов меди, цинка, алюминия, магния, никеля, кобальта и т. п. Для выделения каждого вещества необходимо создать и поддерживать свой режим. Так, для выделения алюминия из его окиси АЬОз необходимо иметь разность потенциалов анод — катод 1,7 в, поддерживать определенную концентрацию ионов и температуру. [c.134]


    Нагляднее отображают явления, происходящие на электродах гальванического элемента, следующие определения анод — электрод, на котором происходят процессы окисления, сопровождающиеся освобождением электронов катод — электрод, на котором происходят процессы восстановления, сопровождающиеся связыванием электронов. (Прим. ред.) [c.21]

    С. В. Горбачев. На протяжении последних лет в работе нашей лаборатории возникло новое направление. Основная идея этого направления — использовать опыт химической кинетики для решения электрохимических задач. А. Н. Фрумкин сказал, что исследование влияния температуры на скорость электрохимических реакций оказалось методом плодотворным, но, но его мнению, в наших работах имеется недостаток, связанный с тем, что измерения относились к определенному потенциалу, тох да как желательно относить их к определенному перенапряжению, или, правильнее,— к определенному потенциалу поляризации. В своих работах мы всегда подчеркивали, что измерение целесообразно проводить, применяя в качестве электродов сравнения электроды в том же растворе, при той же температуре и даже в том же сосуде, а пе каломельные полуэлементы. Поэтому в наших работах применяется сосудик из трех отделений анод, катод и электрод сравнения. И только когда речь идет о необратимых [c. 133]

    Задача определения поверхности катода решается, если задать граничные условия на стационарной поверхности анода для тока и потенциала. [c.138]

    Электроды для электрогравиметрических определений. Платиновые катоды и аноды наиболее предпочтительны в электрогравиметрии, так как они устойчивы к действию кислот и оснований, легко очищаются подходящими растворителями от остатков осажденного металла, и при необходимости их можно прокаливать в пламени для удаления примесей органических веществ, мешающих равномерному однородному отложению металла на электроде. Для некоторых электрогравиметриче- [c.418]

    Итак, имеются три определения анода и катода. Анод — это электрод, в котором протекает реакция окисления плотность тока направлена в электролит электродное напряжение отрицательно. Катод — это электрод, в котором протекает реакция восстановления плотность тока направлена из электролита электродное напряжение положительно.[c.60]

    Электроды для электрогравиметрических определений. Платиновые катоды и аноды наиболее нредночтительны в электрогравиметрии, так [c.118]

    Бадо-Ламблинг [86] построил кривые поляризации для окисления церия (III) на платиновых анодах 100%-ная эффективность тока достигается только в том случае, когда концентрация окисляемого вещества достаточно велика, так что сопутствующее окисление воды остается пренебрежимо малым. По данным Шульца [140], потенциостатическая кулонометрия может использоваться для определения европия в 0,1 н. растворе НС1. Восстановление европия (III) до европия (II) на ртутном катоде ни в одном из испытанных Шульцем электролитов не проходило при 100%-ной эффективности тока. Когда европий восстанавливается при —0,8 в относительно AgjAg l и затем снова окисляется при —0,1 в и при прочих равных условиях, электролиз является почти точным. Шульц определил, что малые количества галлия, иттрия, иттербия, лантана, церия, кальция, алюминия, кремния или железа не являются помехой при этом определении. Используя катод из амальгамы лития, Онстотт [141] отделял европий от самария и самарий от гадолиния [142] в среде цитрата. [c.63]

    Фильтрат с промывными водами, полученный после определения НзЗпОд, упаривают до объема 100—120 ял и добавляют к нему 25 мл разбавленной (1 1) азотной кислоты. В полученный раствор опускают предварительно взвешенные электроды и начинают электролиз. Выделение меди и свинца проводят при напряжении 2,2—2,4 б и силе тока 1,8—3,0 а. Через 30—35 жын добавляют 2—3 мл разбавленной (1 1) серной кислоты и, не прекращая электролиза, частично нейтрализуют раствор 25—30жл 10%-ного раствора ЫН ОН. Продолжают электролиз еще в течение 20— 30 мин. Приливают в раствор такое количество воды, чтобы уровень жидкости повысился на 1—1,5с и, и проверяют выделение меди на свежей поверхности. Если медь не выделяется из раствора, то, не прерывая тока, убирают стакан с раствором и промывают электроды, подставляя стакан с чистой водой,затем выключают ток и снимают электроды. Анод сушат в сушильном шкафу при 180 °С, положив его в фарфоровую чашку чтобы избежать случайной потери РЬОд, так как последняя непрочно удерживается на поверхности анода. Катод промывают спиртом, высушивают в сушильном шкафу в течение 3—5 мин и взвешивают. [c.338]

    На рис. 3 приведена принципиальная схема установки для определения толщины барьерной части пленок. Рабочие электроды и электролит те же самые, что и в описанном выше методе измерения импеданса. Электрод с исследуемой пленкой являлся анодом. Катодом служил неокисленный электрод аналогичных размеров из того же материала. Увеличивая ступенчато, через 200 мв, напряжение на [c.208]

    Авторы работы [16] вели электролиз в платиновой чашке, являвшейся одновременно анодом, катодом служил медный или угольный стержень (00,5—1,2 мм). При проведении электролиза в 0,1 мл 2 н. солянокислого раствора при напряжении 2 в выделяются Hg, Ag, Сс1, РЬ, В1, Си, Аз, 5Ь, 8п, Ке. 5е, Т1, Аи и Р1. Из аммиачного раствора выделяются Ag, Сс1, Т1, Оа, 1п, Ое, 2п, N1, Со, Мо, V, II, Ре, Сг и А1. Время электролиза 30—40 минут. Выделившиеся на электроде примеси непосредственно возбуждались в обрывной дуге. Чувствительность определения из объема 0,1 мл 10 —10 %. Показана возможность разделения обеих групп. [c.138]

    Шовен и соавторы [185, 186[ использовали расплав системы Na l — KaZrP , содержание фторцирконата калия в которой составляло 65 масс.%. Электролиз проводили при 850° С в атмосфере аргона в графитовом тигле, который служил анодом. Катодами служили стержни из молибдена, никеля или стали. При электролизе на катоде выделяется металлический цирконий, обедненный гафнием. Степень разделения или обеднения осадка гафнием ( ) в определенный отрезок времени ведения электролиза определяется уравнением [c.48]

    Постановка и решение задачи вывода электролизера на ремонт имеют некоторую особенность в зависимости от вида анодного материала, которая объясняется определенным различием в кинетике анодных процессов. Поэтому ниже подробно рассматриваются постановка и решение задачи для электролизеров с графитовыми анодами и указывается их трансформация для электролизеров с анодами ОРТА. Параметры процессов, протекающих в электролизере, меняются. Так со временем сечение графитовых анодов уменьшается, увеличивается зазор анод — катод, растет напряжение на ванне, возрастает расход электроэнергии на 1 т NaOH. Когда напряжение на электролизере достигает некоторого верхнего предела с учетом концентрации щелочи в католите, аноды заменяют. При высокой концентрации щелочи на выходе, когда увеличить расход анолита повышением гидростатического давления на диафрагме невозможно, а пробег анодов небольшой, диафрагму (катод) заменяют или промывают ее конденсатом. [c.104]

    Экранирование катода и однородность пленок. Обычно распылительная система монтируется таким образом, чтобы ионное распыление имело место лишь на одной стороне мишени. Это объясняется тем, что на обратной стороне часто располагаются охлаждающие змеевики, крепления и т. п,. распыление которых было бы весьма нежелательным. Кроме того, это обусловлено необходимостью экономии полного тока, подводимого к катоду. От нежелательного распыления чаще всего избавляются, применяя матал-лические экраны, и.меющие потенциал анода и располагаемые от катода на расстоянии, меньшем толщины катодного темного пространства [1]. Как уже отмечалось ранее, нельзя зажечь разряд между двумя поверхностями, разделенными промежутком, который был бы меньше катодного темного про-странства.Очевидно, что экран катода должен повторять все его контуры с тем, чтобы нигде не отстоять от катода дальше, чем на толщину катодного темного пространства. Если даже разряд, возникший где-либо внутри системы экран — катод, и не приведет к появлению распыленного материала в рабочем объеме, он может легко перерасти в дуговой разряд. Чтобы предотвратить распыление определенных участков катода, вместо экранирования их можно изолировать, покрыв диэлектрическим материалом. Однако при этом возникает опасность газовыделения придание же необходимой фор.мы диэлектрическому покрытию является несравнимо более сложной задачей, чем изготовление металлического экрана. Кроме того, часто возникают осложнения в связи с осаждением на диэлектрик распыляемого материала. [c.421]

    Спектральный анализ. Навеску пробы или эталона, равную 60 мг, помещают в кратер нижнего электрода и сжигают в дуге постоянного тока. Проба — анод, катод заточен на полусферу. Регистрацию спектров осуществляют на фотопластинках панхром для натрия и лития и И-780 —для калия. На одной фотопластинке снимают по три спектра проб и эталонов. Для определения лития сухую фотопластинку фотометрируют на микрофотометре МФ-2 по логарифмической щкале и замеряют суммарное почернение от излучения линии и фона и почернение фона. По данным, полученным для эталонов, строят калибровочный график в координатах разность почернений линий и фона — логарифм концентрации лития в эталоне, и по нему определяют содержание лития в пробе. Для определения содержания натрия и калия снимают профиль линии, полученной на спектрограмме, на фотопластинку микро , щель микрофотометра 30 мк, скорость записи 20 мм мин, масц таб 25 1. Пластинку проявляют в течение [c.30]

    Спектральный анализ. Пробы и эталоны в количестве 60 помещают в кратер графитового электрода диал етром 3,5 мм и глубиной 5 мм и сжигают в дуге постоянного тока. Проба-анод, катод заточен на полусферу. Спектры проб и эталонов по три раза каждый фотографируют на фотопластинки панхром для натрия и лития и на фотопластинки И-780 для калия. В связи с самопоглощением резонансных линий щелочных металлов расчет проводили по формуле, предложенной Спекировым [2]. Фотометрирование и расчет см. в статье Определение примесей в сплаве системы 51—Сг——Ре . Для анализа используют резонансные линии (А) натрий 5889,899, калий 7664,899 и литий 6707,844. [c.42]

    При определении кислорода в двуокиси свинца [889] образец помещают в платиновый контейнер и погружают в раствор гидроокиси натрия. В этот же раствор вводят платиновый анод (катодом служит контейнер), пропускают ток силой 1 а и измеряют катодный потенциал относительно электрода Hg/HgO/2,5 н. раствор NaOH. Разрядка деполяризатора согласно уравнения [c.114]

    Ионизационные кривые снимались в интервале разности потенциалов анод — катод от 7 до 35 е через 0,15 в. Потенциалы появления ионов определяли методом экстраполированных разностей [2] сравнение проводили между кривой эффективного выхода исследуемого иона и кривой эффективного выхода молекулярного иона бензола потенциал появления молекулярного иона бензола был принят равным 9,21 0,01 эв [3]. Бензол вводили в источник одновременно с исследуемым веществом. При определении потенциала появления иона СдН из тиофена в качестве репера применяли аргон (ионизационный потенциал 15,76 эв [4]), а бензол в прибор не вводили, так как при электронном ударе он также может дать ион С3Н3 .  [c.240]

    Определение по методу клиновидного] сдвоенного анода. Прибор состоит из трех металли- ческих пластин, которые закрепл5потся в виде клина. Клин является анодом. Катодом служат стенки ванны.  [c. 22]

    Определение внутренних напряжений по методу изгиба производится следующим образом. Тонкая металлическая пластинка длиной в несколько сантиметров, испольуемая в качестве катода, неподвижно закрепляется с одного конца, в то время как другой конец ее может свободно перемещаться. В качестве анода применяется пластинка примерно такого же размера, которая закрепляется параллельно катоду на определенном расстоянии. Катод со стороны, противоположной аноду, покрывается тонким слоем изолирующего вещества (например, лака) для того, чтобы металл осаждался только на одной стороне его. По мере осаждения металла под действием внутренних напряжений, возникающих в осадке, происходит изгиб катодной пластинки. В зависимости от величины и знака внутренних напряжений осадка меняются величина и направление изгиба катода. [c.89]


Определение анода и катода — Энциклопедия по машиностроению XXL

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНОДА И КАТОДА  [c. 22]

Обычно поляризуются как катодные, так и анодные участки. Это явление называется сл(е-шанным контролем. Следует заметить, что степень поляризации зависит не только от природы металла и электролита, но и от истинной площади корродирующего электрода. Если площадь поверхности анодных участков корродирующего металла очень мала, например из-за пористых поверхностных пленок, коррозия может сопровождаться значительной анодной поляризацией, даже если измерения показывают, что при данной плотности тока незащищенные участки анода поляризуются незначительно. Следовательно, отношение площадей поверхности анода и катода также является важным фактором в определении скорости коррозии. Если на график вместо суммарного коррозионного тока нанести плотность тока, например для случая, когда площадь анода составляет половину площади катода, мы получим поляризационные кривые, представленные на рис 4.9.  [c.63]


Электроды, между которыми измеряют ток, должны быть укреплены на строго определенном расстоянии один от другого. Отношение между поверхностями анода и катода выбирают исходя из  [c.143]

При биметаллической коррозии решающее значение для определения степени поражения имеет соотношение между площадями анодов и катодов. Если площадь анода велика по сравнению с площадью катода и раствор имеет хорошую электропроводность, то поражение распределяется по широкой площади и поэтому в большинстве случаев несущественно бис. 44, а). Однако, если последнее условие не выполняется, то вблизи катода может иметь место значительное поражение (рис. 44, б). Опасность атаки велика тогда, когда по сравнению с площадью катода, площадь анода мала (рис. 44, в).  [c.40]

Для определения соотношения площади анода и катода, при которых возможно пассивирование анода, было изучено поведение пар нержавеющая сталь (анод) — протектор (катод) в тех же растворах серной кислоты. Проведены две серии опытов. В первой серии образцы предварительно контактировали с протектором, а затем погружали в раствор. Во второй серии образцы сначала погружали в раствор, а после начала коррозии контактировали с протектором. Результаты опытов приведены в табл. 35.  [c.160]

Электроды, между которыми измеряют ток, должны быть укреплены на строго определенном расстоянии один от другого. Отношение между поверхностями анода и катода выбирают, исходя из поставленной задачи и с учетом возможного при эксплуатации, равным 1 1, 1 10,4 100 или 1 1000.  [c.53]

Тиратрон представляет собой трехэлектродную лампу, наполненную парами ртути или инертным газом. Сетка тиратрона располагается между анодом и катодом. Если к сетке тиратрона подвести некоторый отрицательный потенциал по отношению к катоду, то движение электронов от катода к аноду будет замедлено. При определенном значении отрицательного потенциала на сетке, называемого напряжением зажигания, скорости движения электронов становятся достаточными для ионизации атомов ртути или газа. В результате ионизации появится ионный ток и возникнет дуговой разряд. Тиратрон зажжется. После этого сетка  [c.122]

Реальный металл, способный корродировать в данной среде, неизбежно содержит примеси других металлов, частью более благородных, чем основной металл. Эти примеси могут либо представлять собой отдельные фазы, либо приводить к образованию их в процессе коррозии. Поэтому поверхность металла рассматривается как своего рода инкрустация, состоящая из анодов (основной металл) и микроскопических катодов. Более благородные катоды и основной металл представляют собой серию многочисленных короткозамкнутых гальванических элементов. Между катодами и анодами существует определенная разность потенциалов, которая вызывает протекание электрических токов, заставляющих металл растворяться. Чем больше разность потенциалов между катодами и анодами, тем больше сила токов, текущих в местных элементах, тем больше, следовательно, скорость коррозии. Конечно, на поверхности металла необязательно должны находиться только два типа участков — аноды и катоды. Одновременное присутствие нескольких примесей приведет к образованию системы многоэлектродных элементов, характеризуемой наличием нескольких типов катодов и анодов, обла-, дающих различными потенциалами и поляризационными характеристиками.  [c.188]


Сближение потенциалов анода и катода при замыкании элемента на конечное сопротивление зависит от поляризуемости электродов, т. е. от перенапряжения анодного и катодного процессов. Следовательно, оно подчиняется закономерностям кинетики электродных реакций. Закон Ома, описывающий скорость движения электрических зарядов в некоторой среде, имеющей определенное электрическое сопротивление, непригоден для описания скоростей химических или электрохимических реакций. Скорость последних экспоненциально зависит от потенциала, так как изменение его изменяет энергию активации. Использование закона Ома в рассматриваемом случае не оправдано.  [c. 190]

Убедившись в том, что скорость коррозии пропорциональна силе тока, дальнейшее изучение влияния величины поверхностей анода и катода на скорость коррозии анода следует вести путем определения плотности анодного тока. Для этого, выбрав наименьший размер анода (цинка), произвести последовательно испытание его в контакте с медным катодом различных размеров. Записать силу коррозионного тока в начальный момент после погружения и через 10 мин. (весь опыт продолжается лишь 10 мин.). Затем взять наименьшую медную пластинку и контактировать ее с цинковым анодом разных размеров. Показания прибора также записывать в начальный момент испытания и через 10 мин. Если полученные результаты измерений силы тока элемента разделить на поверхность цинка, то получим плотность анодного тока (4 ) для двух серий опытов — при переменном значении поверхностей анода и катода. Эти результаты нужно выразить графически, обозначив поверхность катода через 5 , а поверхность анода через 5а  [c. 51]

Электрохимический способ укрепления грунтов состоит Б следующем в грунт опускают два электрода (анод и катод) на определенном расстоянии друг от друга. При пропуске постоянного тока частицы воды перемещаются от анода к катоду, изготовленному в виде перфорированной трубы, по которой стекает вода. Грунт в зоне анода осушается. Термическая обработка грунтов производится обжигом однородных глинистых грунтов при температуре 400—1000°С.  [c.43]

Система контроля и регулирования необходима для определения следующих технологических параметров температуры рабочего раствора, pH, электропроводности, содержания сухого остатка, количества органических растворителей в растворе (не для всех материалов), а также электрического напряжения и силы тока, потребляемого токосъемной шиной, отсутствия электрического контакта между анодом и катодом, работы мешалки в ванне, степени засорения фильтров и др.  [c.226]

Для каждого типа связки наиболее эффективным является определенный диапазон зернистости алмазного порошка. Зернистость круга определяет величину зазора между анодом и катодом, а следовательно, оказывает большое влияние на интенсивность протекания электрохимического процесса, так как изменение зазора приводит к изменению сопротивления электрической цепи. Однако при выборе зернистости следует учитывать, что алмазные зерна не только обеспечивают величину межэлектродного зазора, но и сами являются режущими элементами.  [c.192]

Помимо состояния поверхности покрываемого металла, на структуру получаемого осадка в значительной степени влияют состав электролита, режим электролиза и характер применяемых электродов (анодов и катодов). Выделение металла на катоде рассматривается как процесс кристаллизации, протекающий в две стадии образование центров (зародышей) кристаллизации и рост этих центров кристаллизации. Каждый из процессов протекает с определенной скоростью и, в зависимости от условий электролиза (температуры, плотности тока, перемешивания, природы электродов, наличия в электролите примесей и т. д ), преобладает тот или иной процесс, в связи с чем получается та или иная структура металла.  [c.72]

Процесс ПМО налагает определенные требования на размеры с/с и I также и потому, что они влияют на интенсивность локализованного пятна нагрева на поверхности заготовки. Опыт показывает, что диаметр пятна нагрева и сосредоточенность теплового источника зависят от диаметра и длины соплового канала, силы тока дуги, расхода и состава плазмообразующего газа. Уменьшение ёс приводит при прочих равных условиях к повышению температуры потока газа, но увеличивает вероятность замыкания дуги на стенку сопла и возникновения так называемой двойной дуги — аварийного режима, когда сопло вынуждено работать и в качестве анода и катода. Это ведет к разрушению соплового канала. Аналогичное явление возникает и при увеличении длины I свыше определенных пределов, при превышении предельного значения силы тока, нарушении отклонения от соосности электрода и отверстия сопла, а также снижении расхода рабочего газа ниже определенного значения. Практически в плазмотронах, применяемых на производстве для ПМО, каналы сопла имеют диаметр йс— =4…6 мм, длину 1= (0,8… 1,5)с/с.  [c.16]


Схема установки для электролитического травления показана на фиг. 79. В ванну с электролитом 1 погружают отшлифованный шлиф 2, являющийся анодом, и катод 5 из платины или нержавеющей стали. При пропускании через электролит постоянного тока плотностью 5—20 а/дм происходит растворение структурных составляю-пщх сплава, причем различные структурные составляющие растворяются с различной скоростью, в связи с чем после определенной выдержки (от 10 сек. до 5 мин.) получается четко выявленная микроструктура сплава. При электролитическом травлении применяют различные составы электролита например, щавелевая кислота  [c.93]

По приведенной формуле можно определить продолжительность электролиза при заданной толщине покрытия. Толщина покрытия, определенная по этой формуле, будет соответствовать действительной толщине осадка при условии, что он распределен по поверхности равномерно. В действительности же толщина осадка на различных участках детали не одинакова. На выпуклых поверхностях толщина слоя больше. Разные электролиты обладают различной степенью равномерности осаждения, или различной рассеивающей способностью. Рассеивающая способность зависит от силовых линий тока, которые распределяются в электролите между анодом и катодом неравномерно, а сосредоточиваются преимущественно на выступах, краях и различных рельефных участках поверхности детали.  [c.271]

Потенциалам анодов и катодов на поверхности корродирующего металла можно приписать определенные значения Е и Е , отнеся их, например, к потенциалу стандартного водородного электрода (рис. 1).  [c.963]

Коррозионный процесс вследствие электрохимического характера реакций, протекающих раздельно у анода и катода, сопровождается перемещением электронов от анода к катоду, т. е. протеканием электрического тока. Количество электричества, перетекающего за определенное время от анода к катоду, эквивалентно скорости коррозии.[c.14]

Распределение потенциала. Результаты определения распределения потенциала в растворе, полученные Агаром при помощи перемещающегося электрода, описаны при обсуждении результатов измерения коррозионных токов на стр. 782. Измерения падения потенциала в прикатодной или при-анодной зонах у железного образца, частично погруженного в раствор соли, неоднократно производились раньше. Эти измерения проводились при помощи трубочки, слегка прижатой к определенному участку поверхности. Результаты показывают, что разность потенциалов между анодом и катодом гораздо больше в разбавленных растворах, чем в концентрированных. Зти опыты представляют не только исторический интерес [53].  [c.726]

Рабочей средой служит непроводящая жидкость (вода, керосин,. масло и пр.), заполняющая МЭП (рис. 6). Когда импульсное напряжение и между анодом 1 и катодом 2 достигает определенной величины, происходит электрический пробой жидкости. В последней возникает плазменный канал разряда 3, где протекают процессы нагревания, распада и ионизации вещества рабочей среды. Между электродами через канал переносится электрический заряд, в плазме выделяется джоулева теплота, а переход зарядов через границу между плазмой и электродами сопровождается поступлением импульсных тепловых потоков на анод и катод. Материал ЭЗ из лунки 4 выбрасывается в МЭП.  [c.13]

Сопоставляя полученные обоими способами значения плотности тока на аноде и катоде, можно оценить точность метода определения коррозии сплава, основанного на непосредственных электрических измерениях на структурных составляющих.  [c.27]

Экспериментально можно определить числа переноса для ионного кристалла в опыте, схема которого дана на рис. 40. Исследуемый полупроводник берется в виде трех одинакового диаметра цилиндров I, II, III, спрессованных между токоподводящими металлическими электродами, сделанными из металла катиона испытываемого полупроводника. Убыль концентрации соли у анода и катода определяется как убыль весов анодного (/) или соответственно катодного (III) цилиндриков в результате пропускания определенного количества электричества Q. Цилиндр II является как бы полупроницаемой перегородкой между катодным и анодным пространством. Его вес в процессе опыта остается неизменным. Количество электричества, пошедшего на электролиз, q оп-  [c.66]

Повышение КПД ЯЭГ может быть достигнуто 1) применением вместо U-235 элементов U-233 или Ри-239, что позволит при меньшей критической массе создать более тонкие слои с большим полезным выходом, 2) более совершенной конструкцией анода и экранирующих устройств, 3) применением вместо пластинчатых электродов цилиндрических, 4) использованием делящихся материалов в виде пылинок или капель, циркулирующих в системе, что позволит улавливать коллектором все частицы, разлетающиеся в разные стороны, 5) применением двухстороннего катода, при котором плазма из делящегося матерна.ча, заключается в определенную область, действующую как двухсторонний катод. Эти и ряд  [c.146]

Предварительная ультразвуковая обработка мелкодисперсного устойчивого золя гидроокиси никеля- вызывает резкое увеличение катодной поляризащш в процессе осаждения никеля и увеличение плотности покрытия. Положительный эффект снижения пористости достигается при определенном соотношении времени обработки на аноде и катоде. Для каждого вида покрытия есть оптимальная величина соотношения, выбранная в соответствии с применяемым электролитом. Реверсивный ток используется для снижения пористости покрытий при оса>кдении меди, цинка, кадмия, никеля.  [c.68]

Электроды, между которыми измеряется ток, должны быть укреплены на строго определенном расстоянип друг от друга. Соотношение поверхностей анода и катода выбирается, исходя из возможного соотношения при эксплуатации или близкого к нему (1 1 1 10 1 100 и 1 1000).  [c.33]

По мысли Эриксон-Аурена, оба электрода коррозионной пары — анод и катод — обладают различными элекТ рохими-ческими потенциалами и эта разность потенциалов в определенной мере характеризует скорость процесса. Однако в последующем это положение не удержалось в теории коррозии.  [c.147]


НАПОР [массе жидкости в этом объеме температурный — разность температур двух различных смежных или разделенных стенкой сред, между которыми происходит теплообмен] НАПРЯЖЕНИЕ механическое [служит мерой внутренних сил, возникающих в деформированном теле и определяемой отношением выявленной силы к величине элементарной площадки, выбранной внутри или на поверхности тела в гидроаэростатике определяется как сила, отнесенная к единице площади поверхности, на которую она действует касательное возникает под действием сил, касательных к нормальное возникает под действием сил, нормальных к> поверхности тела трение численно равно силе внутреннего трения в газе, действующей на единицу площади поверхности слоя] электрическое (численно равно суммарной работе, совершаемой кулоновскими и сторонними силами при перемещении по участку цепи единичного положительного заряда анодное прилагается между анодом и катодом электронной лампы или гальванической ванны зажигания обеспечивает переход несамостоятельного газового разряда в самостоятельный переменное, действующее значение которого вычисляют (для периодического напряжения) как среднеквадратичное значение напряжения за период его изменения пробивное вызывает разряд через слой диэлектрика сеточное приложено между сеткой и катодом электронной лампы и служит для запирания лампы при определенном значении его на участке цепи равно произведению его сопротивления на силу тока) НАПРЯЖЕНИЯ механические (контактные возникают на площадках соприкосновения деформируемых тел температурные образуются в теле вследствие различия температур составных его частей и ограничения возможностей теплового расширения со стороны окружающих частей тела или других тел остаточные вызываются крупными дефектами материала, неоднородностью кристаллической структуры и дефектами атомно-кристаллических решеток)  [c. 253]

ПОД действием электронной бомбардировки происходит распыление аморфной составляющей материала анода и высвобождение на его поверхности пластинок графита. Материал, напыляемый из этих пластинок на катод, на фотографии наблюдается в виде светлых пятен. При увеличении дозы электронной бомбардировки (рис. 4.19в) происходит увеличение количества переносимого на катод материала и более равномерное распределение его по рабочей поверхности. Соответственно увеличивается шероховатость поверхности анода. В конечном итоге (при дозе электронной бомбардировки >20мА ч) происходит образование одинаковых по виду (рис. 4.19г) структур на рабочих поверхностях катода и анода, характеризующихся большим количеством микровыступов. При этом на поверхности анода наблюдаются отдельные шарообразные образования со средним радиусом закругления около 2 мкм, связанные с сублимацией графита при выделении во время электронной бомбардировки большой локальной мощности. Структуры поверхностей анода и катода свидетельствуют о существовании при определенных режимах токоотбора состояния динамического равновесия для процесса переноса материала с анода на катод и наоборот. В результате анод по структуре своей рабочей поверхности становится похожим на катод и при перемене полярности питающего напряжения работает как автокатод. Следовательно, конструкция автоэлектронного прибора с электродами из одинакового материала неприменима для выпрямительных диодов, но вполне может быть пригодной для других типов приборов, например электронно-лучевых. Основное направление для устранения вышеуказанных явлений — это улучшение теплоотвода, охлаждение электродов (особенно анода), отделение электродов друг от друга, например, сеткой и т. д.  [c.196]

Основной задачей при количественной оценке контак1ной коррозии является определение фактического распределения плотности токов на аноде и катоде. Задача поддается решению при выполнении следующих условий  [c.75]

При определении потенциалов электродов переключателем Пр в измерительную схему перио,дически включается либо анод либо катод в паре с каломельным электродом. Из полученных значений э. д. с. вычисляют величины потенциалов анода и катода исследуемого элемента так, как это указано на стр. 37.  [c.78]

Задача данной работы— Определение влияния изменения величины пов е,рхности анода и катода и омичеокого сопротивления на -силу така элемента  [c.92]

Имея кривые распределения потенциалов, можно методом совмещения анодных и катодных кривых на одном графике построить своеобразную коррозионную диаграмму для коррозионного элемента с любым соотношением площадей. Такие диаграммы для пары медь—цинк (1 1), находящейся под тонким слоем и в объеме 0,1 N раствора Na l, приведены на рис. 91. Из этих диаграмм можно непосредственно определить разность потенциалов между участками анода и катода, возникающую вследствие омического падения потенциала в электролите. Очевидно, на границе контакта электродов омическое падение потенциала практически равно нулю, и потенциал катода равен потенциалу анода. По мере удаления от границы контакта градиент потенциала увеличивается. Отрезок, полученный от пересечения кривых распределения потенциалов на аноде и катоде, с перпендикуляром, восстаг[овленным из любой точки модели, есть не что иное, как омическое падение потенциала между плоскими электродами, находящимися на определенном расстоянии от границы контакта. Наклон кривых распределения потенциалов на аноде и катоде характеризует анодное и катодное поляризационное сопротивление. Такая своеобразная коррозионная диаграмма у1[c.144]

Для определения тока I необходимо найти проводимость электролита С. Проводимость электролита определяется при допущении, что силовые линии электрического поля имеют радиальные направления. В действительности же они должны подходить к поверхностям анода и катода по нормалям и, следовательно, обладать кривизной. Поверхность анода в осевом направлении имеет больщую кривизну, поэтому такое допущение является вполне обоснованным и не вносит значительных погрещностей в расчет.  [c.245]

Для определения оптимальной защитной плотности тока при более высоких температурах использовали стеклянную колбу емкостью I л, снабженную обратным холодильником и термометром. Анод и катод, как и в предыдущих опытах, располагали концентрически. Температуру поддерживали постоянной при помощи ультратермостата и ванночки, в которую помещали колбы.  [c.88]

Токи дифференциальной аэрации, возникающие в разделенной перегородкой ячейке. В Кембридже проводилась работа по изучению токов дифференциальной аэрации, возникающих между двумя электродами из одного металла, разделенными перегородками, в условиях, когда кислород в виде пузырьков продувался над одним из электродов. Нельзя утверждать, что подобные элементы дают точную модель обычного процесса коррозии, наблюдающегося, например, на пластинках, погруженных частично в электролит, поскольку анод и катод не являются смежными или компланарными. К тому же внешнее сопротивление будет определенно очень высоким и внутреннее сопротивление также, вероятно, будет необычно большим. В 1932 г. Хору удалось измерить дифференциальные токи на полупогруженной пластинке, не прибегая к разделению электродов или к введению других необычных внешних фак-. торов начиная с этого времени, изуче-  [c.122]


Опыт показывает, что для реальных микроструктурных составляющих сплава в условиях их коррозии очень редко можно наблюдать разницу эффективных потенциалов катода и анода более чем на 10 мв. Гораздо чаще имеют место заметно меньшие различия эффективных потенциалов катодной и анодной фаз корродирующего сплава. В этом случае для определения общего потенциала бинарной системы надо пользоваться уже не соотношением омических сопротивлений анодного и катодного участков цепи, как в предыдущем случае, ьо (так как эффективные потенциалы анода и катода близки друг к другу) соотношением между поляризуемостями для катодной и анодной фаз. Это наиболее наглядно поясняется поляризационной диаграммой коррозии (рис. 89), Здесь уодБ — кривая поляризации анодов бинарной системы, показывающая смещение потенциала анодов с увеличением тока пары в положительную сторону (анодная поляризация), а — кривая катодной поляризации, показывающая смещение потенциала катода с увеличением тока в отрицательную сторону (катодная поляризация).  [c.194]

Если рассматривать пару пора-пленка, как пару полностью заполяризо-ванную (короткозамкнутую), то определение потенциала коррозии и коррозионного тока можно легко произвести графически на основании известных поляризационных кривых для анода и катода, аналогично тому как это обсуждалось при разборе бинарных короткозамкнутых гальванических систем. Общгй измеряемый потенциал в этом случае также будет определяться удельной поляризуемостью пленки (катод) и поры (анод) и соотношением между суммарной площадью работающих катодами участков пленки и общей площадью пор.  [c.207]

Рис 150 Определение характера контроля при работе модели коррозионного элемента Fe—Си в растворе 0,5 Ы Na l при равных площадях анода и катода  [c.285]

А. Н. Фрумкиным и В. Г. Левичем было теоретически доказано, что поверхность корродирующего металла остается приблизительно эквипотенциальной и при наличии неоднородностей, если только размеры включений малы, а электропроводность электролита достаточно велика, что подтверждено измерениями Г. В. Акимова и А. И. Голубева (рис. 129). Как видно из рис. 129, наблюдаются заметные изменения потенциала при переходе от одной составляющей сплава (анод—цинк, катод — FeZn,) к другой, но абсолютная величина их невелика. В тех случаях, когда нас интересует только общая величина коррозии, а не распределение ее по поверхности (например, при определении величины само-  [c.185]


Катод и анод — определение и различие между анодом и катодом

Что такое анод и катод?

Прежде чем мы познакомимся с терминами катод и анод, сначала нам необходимо понять, что такое электрод. Согласно общему определению электрод — это вещество, которое способствует проводимости электричества, при этом электрический ток либо выходит, либо входит в неметаллическую среду, такую ​​как электролитическая ячейка.

В чистом виде электрод можно определить как проводник, который помогает установить электрический контакт с неметаллической частью цепи.Электроды состоят из двух основных точек, называемых катодом и анодом, которые в основном описывают направление потока тока.

Объяснение анода и катода

Давайте обсудим, что именно означают катод и анод. Оба эти термина можно определить по течению тока. Таким образом, катод можно рассматривать как электрод, с которого ток выходит из поляризованного электрического устройства. Таким же образом анод можно описать как электрод, от которого ток входит в поляризованное электрическое устройство.

Термины «катод» и «анод» были окончательно определены в 1834 году Уильямом Уэвеллом. Он адаптировал слова из греческого слова (имя, катодос), «путь вниз» или «спуск». Уильям консультировался с Майклом Фарадеем при разработке терминов.

Графическое изображение катода и анода приведено ниже.

[Изображение скоро будет загружено]

Что такое катод?

Когда мы говорим о катоде в химии, можно сказать, что это электрод, на котором происходит восстановление.В электрохимической ячейке это обычное дело. Здесь катод дает отрицательные результаты из-за того, что электрическая энергия, подаваемая в элемент, приводит к разложению химических соединений. Однако можно также сказать, что он положительный, как и в случае гальванического элемента, в котором химическая реакция имеет тенденцию к выработке электрической энергии.

Также говорят, что катод является либо холодным катодом, либо горячим катодом. Катод, который нагревается в присутствии нити накала для испускания электронов с помощью термоэлектронной эмиссии, называется горячим катодом, тогда как холодные катоды не нагреваются никакой нитью накала.В общем, катод помечается как «холодный», если он испускает больше электронов, чем те, которые генерируются только термоэлектронной эмиссией.

Что такое анод?

В самом общем виде анод в электрохимии определяется как точка, в которой происходит реакция окисления. Как правило, на аноде анионы или отрицательные ионы из-за своего электрического потенциала имеют тенденцию реагировать и испускать электроны. Затем эти электроны движутся вверх и попадают в цепь управления.

Если рассматривать гальванический элемент, анод имеет отрицательную природу, и в основном электроны движутся к внешней части цепи.Тогда как в электролитической ячейке он снова дается как положительный. Кроме того, анодом может быть проволока или пластина, имеющая избыточный положительный заряд.

Давайте обсудим некоторые ключевые различия между анодом и катодом:

Разница между анодом и катодом

Катод

Анод

Катод является электродом течет из или выдано.

Анод — это электрод, в который проникает электричество.

Катод — это электрод с отрицательной стороной.

Анод — это электрод с положительной стороной.

Катод действует как акцептор электронов.

Анод действует как донор электронов.

Реакция восстановления происходит на катоде в электролитической ячейке.

На аноде электролитической ячейки происходит реакция окисления.

Катод может стать анодом в гальванических ячейках.

Анод может стать катодом в гальванических элементах.

Заряд на аноде и катоде

На аноде наблюдается реакция окисления. Окисленные частицы потеряют электроны, оставив на этом электроде скопление электронов. Таким образом, анод заряжен отрицательно.

Но, в отличие от катода, существует реакция восстановления, при которой разновидности уменьшенных частиц будут получать электроны.Следовательно, электрод, то есть катод, лишен электронов и, таким образом, заряжен положительно.

Причина, по которой катод отрицательный, а анод положительный

Это из-за того, как они были определены изначально, что датируется временем до открытия электронов. Катод был образован от греческого слова «kathodos», что означает «путь вниз», как терминала, с которого обычный ток («течет» от положительного электрода к отрицательному, противоположно направлению движения электронов) покидает устройство (с анод является выводом, куда входит обычный ток).

Катод не всегда бывает положительным или отрицательным. Но в разряжающемся аккумуляторе катод действует как положительный вывод, тогда как в вакуумной лампе или диоде катод действует как отрицательный вывод, поскольку обычный ток входит в них через анод или положительный вывод.

Заряды катода и анода гальванического элемента

Окислительно-восстановительные реакции в обоих полуэлементах гальванического элемента являются спонтанными. На катоде происходит восстановление, создавая положительный заряд и расходуя электроны.В то время как на аноде происходит реакция окисления, и избыточные электроны создают отрицательный заряд.

Аноды и катоды — обзор

9.3 Концентрационная поляризация

В топливных элементах реагирующие частицы являются газами; на аноде H 2 (или H 2 + CO), а на катоде O 2 . На аноде H 2 (или H 2 + CO) должен транспортироваться из потока топлива через пористый анод к (или вблизи) поверхности раздела анод / электролит.Затем водород (или H 2 + CO) вступает в реакцию с ионами оксида, переносимыми через электролит, на границе анод / электролит или рядом с ней, с образованием H 2 O (или H 2 O + CO 2 ), и высвобождают электроны к аноду для их последующего переноса на катод через внешнюю цепь. Образовавшийся H 2 O (или H 2 O + CO 2 ) должен транспортироваться от поверхности раздела электролит / анод через пористый анод в поток топлива.Этот перенос H 2 (H 2 + CO) и H 2 O (H 2 O + CO 2 ) должен соответствовать чистому току, протекающему через элемент, с поправкой на соответствующий баланс заряда. / параметры баланса массы. В установившемся режиме должно выполняться равенство

(6) | jh3 | + | jco | = | jh3O | + | jco2 | = 2 | jO2 | = iNA2F

, где j H 2 и jco — соответственно потоки водорода и монооксида углерода через пористый анод к границе раздела анод / электролит, j H 2 O и jco 2 — соответственно потоки водяной пар и диоксид углерода через пористый анод, вдали от границы раздела анод / электролит, jo 2 , представляет собой поток кислорода через пористый катод к границе раздела катод / электролит, и N — это номер Авогадро.

Для простоты следующее обсуждение ограничивается чистым водородом в качестве топлива. Таким образом, уравнение (6) сводится к

(7) | jh3 | = | jh3O | + = 2 | jO2 | = iNA2F

Перенос газообразных частиц обычно происходит за счет бинарной диффузии, где эффективный бинарный коэффициент диффузии является функцией фундаментальный бинарный коэффициент диффузии D H 2 -H 2 O и микроструктурные параметры анода [3,4]. В микроструктурах электродов с очень маленькими размерами пор также могут присутствовать возможные эффекты диффузии Кнудсена, адсорбции / десорбции и поверхностной диффузии.Физическое «сопротивление» переносу газообразных веществ через анод при заданной плотности тока отражается как «потеря электрического напряжения». Эта потеря поляризации известна как концентрационная поляризация, η a конц , и является функцией нескольких параметров, заданных как

(8) ηconca = f (Dh3 − h3O, микроструктура, парциальное давление, ток Плотность)

, где D H 2 -H 2 O — бинарный H 2 -H 2 O коэффициент диффузии.Здесь предполагается, что эффектами диффузии Кнудсена, адсорбции / десорбции и поверхностной диффузии можно пренебречь. Η a conc увеличивается с увеличением плотности тока, но не линейно. Для описания процесса можно использовать упрощенную эквивалентную схему с использованием так называемого элемента Варбурга, который состоит из ряда резисторов и конденсаторов [5]. Наличие конденсаторов гарантирует, что время отклика или постоянная времени не равны нулю.Поскольку соответствующие временные зависимости не описываются простой кинетикой первого порядка, нецелесообразно описывать время отклика как постоянную времени. Тем не менее, характерное время может быть определено, которое зависит от толщины электрода, микроструктуры электрода и характерного коэффициента диффузии.

Что касается физически измеряемых параметров, были получены аналитические выражения для анодной концентрационной поляризации, которые позволяют явно определять ее как функцию ряда параметров.Одним из важных параметров является плотность тока, ограничивающая анод, то есть плотность тока, при которой парциальное давление топлива, например H 2 на границе анод / электролит близок к нулю, так что в элементе не хватает топлива. Если это условие реализуется во время работы, напряжение резко падает почти до нуля. Эта ограничивающая анод плотность тока, i as , имеет следующий вид [6]

(9) ias = 2Fph3aDa (eff) RTla

, где D a (eff) — эффективный коэффициент диффузии газа через анод, а l a — толщина анода.Эффективный коэффициент диффузии анода содержит бинарный коэффициент диффузии соответствующих частиц, а именно H 2 и H 2 O, D H 2 -H 2 O . объемная доля пористости V v (α) и коэффициент извилистости τ a [3,4]. Если топливо содержит углеводороды, необходимо учитывать многокомпонентный характер газовой диффузии. Фактор извилистости является мерой извилистой природы анода, через которую должна происходить диффузия.В очень мелких микроструктурах извилистость как феноменологический параметр может включать эффекты диффузии Кнудсена, поверхностной диффузии и возможные эффекты адсорбции / десорбции. Поляризация анодной концентрации имеет вид [6]

(10) ηconca = −RT2Fln (1 − iias) + RT2Fln (1 + ph3aiph3Oaias)

. Обратите внимание, что когда плотность тока приближается к плотности тока, ограничивающей анод, то есть когда я → я как , первый член стремится к бесконечности. Максимальное значение η a конц ограничено OCV.Таким образом, максимально достижимая плотность тока всегда будет меньше, чем i как . Зависимость анодной концентрационной поляризации, определяемая уравнением (10), от различных параметров может быть качественно описана следующим образом: с точки зрения физических размеров и микроструктурных параметров, чем ниже пористость объемной доли, тем выше коэффициент извилистости и тем больше Чем выше толщина анода, тем больше η a конц .С точки зрения состава топливного газа, чем ниже парциальное давление водорода, p a H 2 , тем выше η a conc . Температурная зависимость сложная. Видно, что i как αT 1/2 , поскольку D a (eff) α T 3/2 , что означает η a конц увеличивается при понижении температуры.В то же время, как видно из уравнения (10), η a conc линейно зависит от температуры, что означает, что η a conc уменьшается с понижением температуры. В общем, η a conc не очень сильно зависит от температуры.

Как указывалось ранее, процесс переноса газа через пористые электроды не описывается кинетикой первого порядка; тем не менее, характеристическая постоянная времени может быть аппроксимирована следующим образом:

(11) tcharacteristic∼Ia2Da (eff)

Для типичного элемента с опорой на анод l a равно 0.От 5 до 1 мм, а D a (eff) составляет от ∼0,1 до ∼0,5 см 2 / сек. Таким образом, соответствующее характеристическое время составляет от нескольких миллисекунд до нескольких десятых секунды. Расчетные коэффициенты извилистости, основанные на измерениях производительности ячейки, находятся в диапазоне от ∼5 или 6 до 15-20. Расчетный коэффициент извилистости, основанный на геометрическом пути, по которому проходит молекула, обычно составляет менее 5 или 6. Высокие значения факторов извилистости оцененные на основе данных о производительности ячейки, таким образом, не могут быть описаны исключительно на основе геометрических соображений; другие эффекты, такие как диффузия Кнудсена, адсорбция и поверхностная диффузия, вероятно, также играют роль.Однако следует подчеркнуть, что очень высокие коэффициенты извилистости действительно были измерены во многих других случаях, связанных с переносом газов через пористые тела с низкой пористостью и малым размером пор [7]. Несмотря на то, что высокий коэффициент извилистости не может быть оправдан только геометрическими аргументами, он все же является полезным параметром для описания концентрационной поляризации.

Концентрационная поляризация на катоде аналогичным образом связана с переносом O 2 и N 2 через пористый катод.Чистый поток O 2 из потока окислителя через катод к границе раздела катод / электролит линейно пропорционален чистой плотности тока. В этом случае также газовый перенос является функцией фундаментального бинарного коэффициента диффузии, D O 2 -n 2 и микроструктуры катода. Физическое «сопротивление» переносу газообразных веществ через катод отражается как потеря «электрического напряжения». Эта потеря поляризации известна как катодная концентрационная поляризация, η c конц , и задается как

(12) ηconcc = f (DO2 − N2, микроструктура, парциальное давление, плотность тока)

η c canc увеличивается с увеличением плотности тока, но не линейно.Постоянная времени или время отклика должны быть функцией коэффициента диффузии и характерного диффузионного расстояния, и, таким образом, время отклика является конечным, отличным от нуля. Подобно аноду, характеристическое время для катода может быть задано как:

(13) tcharacteristic∼Ic2Dc (eff)

, где D c (eff) — эффективный коэффициент диффузии через катод. , а l c — толщина катода. Для ячейки с опорой на анод при толщине катода ∼200 микрон и эффективном коэффициенте диффузии катода D c ( eff ) ∼0.05 см 2 / с, характерное время ∼8 миллисекунд; то есть в миллисекундном диапазоне. Что касается физически измеряемых параметров, были получены аналитические выражения для катодной концентрационной поляризации, которые позволяют явно определять ее как функцию ряда параметров. Как и в случае анода, одним из важных параметров является ограничивающая катод плотность тока, которая представляет собой плотность тока, при которой парциальное давление окислителя, например O 2 , на границе раздела катод / электролит близка к нулю, так что элемент испытывает недостаток окислителя.В зависимости от вкладов других условий такое условие может не реализоваться при работе ячейки. Однако, если это условие реализуется во время работы, то напряжение резко падает почти до нуля. Эта катодно-ограничивающая плотность тока, i cs , имеет следующий вид [6]

(14) ics = 4FpO2cDc (eff) (p − po2cp) RTIc

Эффективный коэффициент диффузии катода содержит бинарный коэффициент диффузии соответствующих частиц, D O 2 -N 2 , объемная доля пористости в катоде, V v (c) , и извилистость, τ c .В терминах плотности тока i и предельной плотности тока катода i cs катодная концентрационная поляризация может быть задана как [6]

(15) ηconcc = −RT4Fln (1 − iics)

Для При сопоставимых толщинах катода и анода и микроструктуре анодная концентрационная поляризация обычно намного ниже, чем катодная концентрационная поляризация по двум причинам: (1) бинарный коэффициент диффузии H 2 -H 2 O, D H 2 -H 2 O 2 примерно в четыре-пять раз больше, чем бинарный коэффициент диффузии O 2 -N 2 . D O 2 -N 2 , из-за более низкой молекулярной массы H 2 по сравнению с другими видами; (2) Типичное парциальное давление водорода в топливе, P a H 2 , намного больше, чем типичное парциальное давление кислорода в окислителе, p c О 2 . Таким образом, для сравнимых толщин анода и катода и микроструктуры ограничивающая анод плотность тока намного больше, чем ограничивающая катод плотность тока, т.е.е., i as >> i cs . На практике один из электродов толще другого в конструкции с опорой на электроды. В конструкции с опорой на анод толщина анода намного больше, чем толщина катода, т. Е. l a >> l c , и в таком случае часто i cs > i как .Однако даже в конструкции с опорой на анод часто концентрационная поляризация катода может быть сопоставима с поляризацией концентрации анода. На рисунке 9.2 показана расчетная катодная концентрационная поляризация как функция плотности тока для катода толщиной 50 микрон с различным количеством углерода, добавленным для создания различной пористости [8]. Соответствующие эффективные коэффициенты диффузии через пористые катоды, необходимые для оценки концентрационной поляризации, были измерены экспериментально.

Рисунок 9.2. Расчетная катодная концентрационная поляризация в зависимости от плотности тока для катода толщиной SO микрон с различной степенью пористости [8]. Открытая пористость находилась в диапазоне от ∼15% до ∼43%.

Аналогичные поляризационные кривые концентрации анода могут быть построены с использованием уравнения (10) для различных эффективных коэффициентов диффузии анода. На практике топливо почти всегда представляет собой преобразованный (хотя бы частично) углеводород. В таком случае необходимо учитывать внутренние реакции реформирования и сдвига, а также многокомпонентный перенос.

Присутствие газообразного водорода в топливе облегчает транспортировку газа, тем самым снижая поляризацию анодной концентрации, даже когда присутствуют CO и CO 2 . С чистым водородом в качестве топлива при толщине анода порядка 1 мм, со свежим топливом i as может достигать 5 А / см 2 при 800 ° C или даже больше. Это позволяет изготавливать относительно толстые ячейки с опорой на анод без чрезмерного увеличения концентрационной поляризации.Это одно из основных преимуществ конструкции с опорой на анод по сравнению с другими конструкциями. Однако следует проявлять большую осторожность при работе с конструкциями с катодной опорой, чтобы убедиться, что катодная концентрационная поляризация не ограничивает производительность элемента.

Разница между анодом и катодом (со сравнительной таблицей)

Анод и Катод — это две классификации, по которым классифицируются электроды. Существенная разница между анодом и катодом состоит 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.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
Основной Электрод, на котором происходит окисление. Электрод, на котором происходит восстановление.
Полярность клемм в электролитической ячейке Положительная Отрицательная
Полярность клемм в гальванической ячейке 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.

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 означает, 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 — отрицательная полярность. Таким образом, анод притягивает отрицательно заряженные частицы, а катод притягивает положительно заряженные частицы.
  4. Для гальванического элемента анод имеет 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.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.

Во время разомкнутого состояния 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 от Zn-электрода мигрируют ( окисление ) через солевой мостик и восстанавливаются на Cu-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.например, Cl течет к электроду, соединенному с положительной клеммой. Достигнув соответствующего электрода, потенциал батареи позволяет получать электроны ( уменьшение ) ионами Na +, образуя металлический натрий.

Na + + e = Na

Точно так же ионы Cl теряют электроны ( окисление ) на электроде, соединенном с отрицательной клеммой, что приводит к газу Cl 2 . 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 электроны движутся от катода к аноду, здесь поток тока 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.

10 Разница между анодом и катодом (с таблицей)

Электрод — это вещество, которое помогает проводить электричество, устанавливая электрический контакт с неметаллическими частями цепи.

Вещество обеспечивает среду, в которой электрические токи входят и выходят из неметаллических частей, таких как электролитическая ячейка.

Основными компонентами электрода являются катод и анод. Эти компоненты помогают описать течение тока в цепи.

Итак, в чем основное отличие анода от катода? Первый — это контакт, на котором обычный ток течет в устройство извне, а второй — это контакт, на котором обычный ток выходит из устройства.

Однако эти компоненты можно менять местами во время обратимого процесса. Чтобы устранить путаницу, в этой статье представлены дополнительные различия между анодом и катодом.

Вам также может понравиться: Разница между кислотой и щелочью

Таблица сравнения (анод и катод)

Основные термины Анод Катод Описание представляет собой электрод, который передает обычный ток от положительного вывода к отрицательному. Это электрод, по которому электрический ток проходит от отрицательной клеммы к положительной.
Обозначение символа

+

Альтернативное название Положительный заряд / донор электронов. Отрицательный заряд / акцептор электронов.
Тип реакции Реакции окисления происходят на аноде. На катоде происходит реакция восстановления.
Концентрация в электролитической ячейке Избыточный положительный заряд. Избыточный отрицательный заряд.
Гальванический элемент Станьте отрицательным зарядом в гальванических или гальванических элементах. Получите положительный заряд в гальваническом или гальваническом элементе.
Текущий поток Находит извне в устройство. Вытекает из устройства.
Притяжение Привлекает отрицательные заряды или анионы. Привлекает положительные катионы и отклоняет отрицательно заряженные анионы.
Окислительно-восстановительная реакция Происходит окисление. Сокращение происходит.
Что происходит во время зарядки Создание электронов Расход электронов.

Это тип электрода, который может быть положительным или отрицательным в зависимости от типа ячейки. Но анод определяется как положительно заряженный вывод, через который ток течет в устройство.

Анод в электрохимии — это терминал, на котором происходит окисление или потеря электронов. Отрицательные анионы обычно реагируют с испусканием электронов.

Анод — это отрицательный вывод в гальванической ячейке, и электроны движутся к внешней части цепи. Анод — это положительный вывод в электролитической ячейке.

Что такое катод?

Это тип электрода, который поддерживает положительную или отрицательную полярность в зависимости от типа ячейки. Это также терминал, где происходит процесс восстановления или увеличения количества электронов.

Катодный вывод отрицательный, поскольку генерируемая электрическая энергия приводит к разложению химических соединений. Клемма гальванического элемента является положительной, поскольку химические реакции приводят к возникновению электрической энергии.

Катодные электроды делятся на горячие и холодные. Горячий катод — это катод, который нагревается в присутствии нити накала для испускания электронов за счет термоэлектронной эмиссии.

Холодные катоды не нагреваются никакими нитями накала. Катод также считается холодным, если он испускает больше электронов по сравнению с горячим аналогом.

Вам также может понравиться: разница между анионами и катионами

Основные различия между анодом и катодом

  1. Анод — это клемма, через которую в устройство поступает электричество. Катод — это вывод, через который электричество покидает устройство.
  2. Анод — положительный вывод. Катод — отрицательная клемма.
  3. Окисление происходит на аноде электролитической ячейки. Восстановление происходит на катоде в электролитической ячейке.
  4. Анод становится катодом в гальваническом элементе. Катод становится анодом в гальваническом элементе.
  5. Анод притягивает электроны или анионы. Катод притягивает катионы или положительные заряды.

Часто задаваемые вопросы

Катод положительный или отрицательный?

Положительный полюс является анодом, а отрицательный — катодом во время заряда. Положительный полюс — это катод, а отрицательный — анод во время разряда.

Всегда ли анод положительный?

Не совсем.Это зависит от типа ячейки. Анод отрицательный, а катод положительный в гальваническом или гальваническом элементе. Анод положительный, а катод отрицательный в электролитической ячейке.

Почему анод отрицательный?

Анод в электрохимической ячейке отрицательный из-за отрицательного потенциала по отношению к раствору. Анод в электролитической ячейке является положительным, поскольку он подключен к положительной клемме батареи.

Медь — анод или катод?

Цинк обычно ведет себя как анод в гальваническом элементе, а медь как катод.Цинковый электрод известен тем, что питает электроны, а медь — потребляет электроны.

Уменьшается ли масса анода?

Совершенно верно. Анод — это восстановитель, который вызывает восстановление ионов на катоде. Масса уменьшится, поскольку реагирующий анод станет водным. Масса катода будет увеличиваться, когда ионы в воде станут твердыми.

Почему анод положительный при гель-электрофорезе?

Гель-электрофорез — это процесс, при котором молекулы разделяются по размеру и заряду.Анод — это положительный полюс, а катод — отрицательный полюс. Заряженные частицы обычно мигрируют к положительным узлам во время гель-электрофореза.

Протекает ли ток от анода к катоду?

Совершенно верно. Электроны текут от анода к катоду, а анионы текут от катода к аноду. Это заставляет ток течь от анода к катоду.

Увеличивается ли масса анода во время разряда?

Да. На катоде происходит процесс восстановления.Это означает, что анод будет набирать массу во время разрядки.

Батареи гальванические или электролитические?

Большинство аккумуляторных батарей являются электролитическими, в то время как батареи, используемые в устройстве, имеют функцию гальванического элемента. Гальванические батареи используют окислительно-восстановительную энергию для производства электричества.

Могут ли гальванические элементы перезаряжаться?

Солевой мостик позволяет ионам течь от катода к аноду. Ионный поток обычно самопроизвольно делает гальванический элемент перезаряжаемым или неперезаряжаемым.

Вам также может понравиться: разница между током и напряжением

В заключение

Основное различие между анодом и катодом состоит в том, что анод — это положительно заряженная клемма, а катод — отрицательно заряженная клемма. Но это зависит от типа клетки.

Согласно эксперименту, в электролитических ячейках протекает ток от анода к катоду, а ток гальванических элементов течет от катода к аноду.

Дополнительные источники и ссылки

Разница между катодом и анодом (с таблицей)

Катоды и аноды — это два типа электродов в электрическом элементе, обозначающие точку, где электричество перемещается в элемент и откуда оно выходит.

Катод и анод

Разница между анодом и катодом состоит в том, что электроны будут двигаться от анода, а они перемещаются в катод ячейки.

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

Аноды и катоды в контексте батареи могут сбивать с толку, поскольку маркировка положительной и отрицательной сторон батареи часто не соответствует их соответствующим зарядам.


Сравнительная таблица между катодом и анодом (в табличной форме)

Параметр сравнения Катод Анод
Движение электрона в катод Поток электрона анода
Чистый заряд Отрицательный (электролитические ячейки), положительный (гальванические элементы) Положительный (электролитические ячейки), отрицательный (гальванические элементы)
Привлекает Катионы Анионы
Происходит реакция Восстановление Окисление
Что происходит при зарядке Создание электронов Расход электронов

Катод — это электрод внутри электрического элемента (гальванический или электролитический). который имеет поток отрицательно заряженных электронов en вникая в это.

Катод почти всегда называют положительным электродом, несмотря на то, что на самом деле он имеет отрицательный заряд.

Это связано с тем, что на этой стороне произошло положительное увеличение количества электронов, поэтому катодная сторона всегда будет отмечена положительным знаком на батарее, перезаряжаемой или нет.

Это увеличение количества электронов известно как реакция восстановления, поскольку это относится к снижению степени окисления элемента.

Например, в цинко-марганцевой батарее, которая является наиболее распространенной химической конструкцией бытовой батареи, мы видим, как электроны перемещаются от отрицательно заряженных молекул цинка к положительно заряженному марганцу.

Это означает, что сторона батареи из диоксида марганца является нашим катодом, и что по мере того, как «заряд» батареи израсходован, ионы цинка становятся положительно заряженными катионами, которые притягиваются к катодному концу батареи и перемещаются по нему.

Важно отметить, что в некоторых случаях, например, при зарядке аккумулятора, замена анода и катода заканчивается.

Электроны на положительном конце ячейки потребляются, что означает уменьшение количества электронов по мере их удаления, что означает, что этот конец теперь является анодом.

Анод — это электрод внутри электрического элемента, из которого электроны отходят и направляются к другим молекулам в различных частях электрического элемента или вне ячейки.

Почти всегда, например, в бытовой батарее, анод называется отрицательной стороной элемента, несмотря на то, что он имеет положительный заряд от удаляющихся электронов.

Это уменьшение количества электронов известно как реакция окисления и дает молекулам на анодной стороне ячейки положительный заряд, превращая их в катионы.

В нашем примере с батареей цинковая сторона является анодом, поскольку электроны переходят от цинка к диоксиду марганца.

Как только молекулы диоксида марганца получили свои электроны от молекул цинка, их отрицательный заряд будет притягивать их к этой стороне батареи в виде анионов.

При зарядке аккумулятора, как и в случае с катодом, положение анода меняется местами.

Во время зарядки материал анода будет окисляться и образовываться электроны, в то же время удаляясь с другого конца батареи.

Это означает, что электроны теперь перемещаются в электрический элемент через отрицательную сторону элемента, а это означает, что эта сторона теперь является катодом, пока аккумулятор заряжается.

Это перераспределяет электроны на прежние позиции (хотя и не в такой же степени) и позволяет батарее снова обеспечивать заряд.


Основные различия между катодом и анодом
  • Электроны будут течь в электрическую ячейку или систему через катодный электрод, тогда как они будут уходить с анодного электрода.Они изменят свое местоположение при определенных обстоятельствах, например, при перезарядке аккумулятора.
  • Катод будет иметь общий отрицательный заряд в электролитических элементах, таких как одноразовая батарея, и положительный заряд в гальванических элементах, таких как аккумулятор, который перезаряжается. Анодные электроды претерпят обратное.
  • Как только в электрическом элементе начнется движение электронов (разрядка), образующиеся анионы будут притягиваться к анодному концу элемента, тогда как катионы будут притягиваться к катодному концу.
  • Процесс прохождения электронов в катод известен как восстановление, поскольку он приводит к отрицательному заряду и снижению степени окисления молекулы. В то время как на аноде мы увидим положительный заряд уходящих электронов, этот процесс известен как окисление.
  • Во время зарядки на конце катода мы увидим образование электронов за счет окисления материала анода, тогда как мы увидим поглощение и восстановление электронов на конце анода.

Катод и анод являются важными классификациями электродов внутри электрического элемента и помогают электрохимикам понять, что и где происходят электрохимические реакции.

Термины могут немного сбить с толку, поскольку местоположение каждого из них может меняться в пределах одной и той же ячейки в зависимости от того, используется ли ячейка для питания устройства или сама перезаряжается.

Главный вывод из всего этого заключается в том, что электроны попадают в катодный электрод электрического элемента и выходят из анодного электрода

Также важно отметить, что их положение внутри элемента не является фиксированным и может меняться в зависимости от о том, что происходит со всей клеткой.


Электрохимические ячейки | Химия [Магистр]

Гальванические элементы

Гальванический элемент — это устройство, которое вырабатывает электрический ток из энергии, выделяющейся 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

Ключевые 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
  • редокс : 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 аккумулятор, в котором в результате необратимой химической реакции вырабатывается электричество; аккумулятор, который нельзя перезарядить.

Электрохимический элемент — 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 гальваническом элементе используются два разных металлических электрода, каждый в растворе электролита. Анод подвергнется окислению, а катод — восстановлению. Металл анода будет окисляться, 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.

Пример реакции

Принцип действия гальванического элемента — это одновременная реакция окисления и восстановления, называемая окислительно-восстановительной реакцией. Эта окислительно-восстановительная реакция состоит из двух полуреакций.В типичном гальваническом элементе окислительно-восстановительная пара представляет собой медь и цинк, представленные в следующих полуэлементных реакциях:

Цинковый электрод (анод): Zn (s) → Zn 2+ (водн.) + 2 e

Медный электрод (катод): Cu 2+ (водн.) + 2 e → Cu (s)

Ячейки построены в отдельных стаканах. Металлические электроды погружены в растворы электролита. Каждая полуячейка соединена солевым мостиком, который обеспечивает свободный перенос ионных частиц между двумя клетками.Когда цепь замкнута, ток течет, и ячейка «производит» электрическую энергию.

Гальванический или гальванический элемент : Элемент состоит из двух полуэлементов, соединенных солевым мостиком или проницаемой мембраной. Электроды погружены в растворы электролита и подключаются через электрическую нагрузку.

Медь легко окисляет цинк; анод — цинк, а катод — медь. — [/ 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 осажденной меди, которая образуется. Солевой мостик необходим, чтобы заряд не проходил через ячейку. 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, аноды которых состоят из свинца, а катоды — 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

Ключевые 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 запуск несамопроизвольного гальванического элемента.
  • 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, вызванное пропусканием 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

Произвести соответствующую запись электрохимической ячейки для данной электрохимической реакции

Ключевые 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.\ 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. Описание реакции окисления идет первым, а реакция восстановления — последним; когда вы ее читаете, ваши глаза движутся в направлении потока электронов. Ионы зрителя не включены.

    2. Одна вертикальная линия (|) проведена между двумя химическими веществами, которые находятся в разных фазах, но находятся в физическом контакте друг с другом (например,г., твердый электрод | жидкость с электролитом). Двойная вертикальная линия (||) представляет собой солевой мостик или пористую мембрану, разделяющую отдельные полуячейки.

    3. Фаза каждого химического вещества (s, l, g, aq) указана в скобках. Если электролиты в ячейках не соответствуют стандартным условиям, концентрациям и / или давлению, они заключаются в скобки с обозначением фазы. Если концентрация или давление не указаны, предполагается, что электролиты в ячейках находятся в стандартных условиях (1.00 М или 1,00 атм и 298 К).

    Используя эти правила, мы составили обозначение ячейки:

    Cd (s) | Cd 2+ (водн., 0,15 M) || Ag + (водн., 0,20 M) | Аг (ов)

    Гальваническая коррозия | Американская ассоциация гальванизаторов

    Дом » Коррозия » Процесс коррозии » Гальваническая коррозия

    Существует два основных типа гальванических элементов, вызывающих коррозию: биметаллическая пара и концентрационная ячейка.Биметаллическая пара похожа на батарею, состоящую из двух разнородных металлов, погруженных в раствор электролита. Электрический ток (поток электронов) генерируется, когда два электрода соединены внешним проводящим путем.

    Концентрационная ячейка состоит из анода и катода из одного и того же металла или сплава и пути обратного тока. Электродвижущая сила обеспечивается разницей в концентрации поверхностей на внешнем пути.

    Для возникновения коррозии в гальваническом элементе необходимы четыре элемента:

    • Анод — Электрод, в котором гальваническая реакция (-ы) генерирует электроны — отрицательные ионы разряжаются и образуются положительные ионы.На аноде возникает коррозия.
    • Катод — Электрод, который принимает электроны — положительные ионы разряжаются, отрицательные ионы образуются. Катод защищен от коррозии.
    • Электролит Проводник, по которому проходит ток. Электролиты включают водные растворы или другие жидкости.
    • Путь обратного тока — Металлический путь, соединяющий анод с катодом. Часто это нижележащая металлическая подложка.

    Все четыре элемента (анод, катод, электриолит и обратный ток) необходимы для возникновения коррозии. Удаление любого из этих элементов остановит прохождение тока и не произойдет гальванической коррозии. Замена анода или катода на другой металл может привести к изменению направления тока на противоположное, что приведет к переключению на электрод, подверженный коррозии.

    Гальваническая серия металлов (справа) перечисляет металлы и сплавы в порядке убывания их электрической активности.Металлы, расположенные ближе к вершине таблицы, являются менее благородными металлами и имеют большую тенденцию к потере электронов, чем более благородные металлы, находящиеся ниже в списке.

    .
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *