Differenza tra anodo e catodo

Differenza principale - Anodo vs. catodo

I termini catodico e anodo sono usati per riferirsi ai terminali di un dispositivo elettrico polarizzato. Il differenza principale tra anodo e catodo è quello, in generale, l'anodo è il terminale in cui la corrente (convenzionale) fluisce in un dispositivo dall'esterno, considerando che il catodo è il terminale in cui la corrente (convenzionale) esce dal dispositivo. Tuttavia, l'uso non è strettamente seguito in alcuni casi, perché quando un dispositivo è in grado di sottoporsi a un processo reversibile, lo stesso terminale che è stato chiamato "anodo" potrebbe ora essere chiamato "catodo". Indubbiamente, questo può portare a confusione e si consiglia di adattarsi all'utilizzo generale nel campo specifico. In questo articolo, esamineremo diversi scenari in cui vengono utilizzati questi termini ed esploriamo il loro utilizzo in termini di processi che si verificano in questi dispositivi.

Cos'è un anodo

L'anodo è il terminale in cui la corrente (convenzionale) fluisce in un dispositivo dall'esterno. Ciò significa che elettroni fuoriuscire dal dispositivo all'anodo.

Cos'è un Cathode

Il catodo è il terminale in cui la corrente (convenzionale) esce da un dispositivo. Ciò significa che elettroni fluire in questo terminale da fuori.

Celle galvaniche / vulcaniche

Di seguito è riportata la configurazione di una cella galvanica:

Una cella galvanica

In una cella galvanica, uno degli elettrodi ha un potenziale di riduzione maggiore rispetto all'altro. L'elettrodo con un potenziale di riduzione più elevato ha una maggiore capacità di ottenere elettroni, quindi gli elettroni vi scorrono dall'altro elettrodo. Nella cella disegnata sopra, il rame ha un potenziale di riduzione maggiore rispetto allo zinco, quindi estrae elettroni dall'elettrodo di zinco. Questo accompagna due reazioni. All'elettrodo di zinco, lo zinco si dissocia in Zn²⁺ ioni ed elettroni. In altre parole, lo zinco viene ossidato (perde elettroni).

Gli elettroni persi dallo zinco fluiscono attraverso i fili sull'elettrodo di rame. Qui, gli elettroni in entrata si combinano con Cu²⁺ ioni e forma gli atomi di rame. Il rame viene ridotto (guadagna elettroni):

Qui, gli elettroni fluiscono "fuori dal dispositivo" dal terminale di zinco, quindi la corrente convenzionale scorre nel dispositivo Qui. Questo rende il terminale di zinco l'anodo. La corrente convenzionale fuoriesce dal dispositivo al terminale di rame, rendendo così il rame il catodo. Ogni volta che un dispositivo funziona usando le reazioni redox, il terminale dove avviene l'ossidazione è l'anodo, e l'elettrodo dove avviene la riduzione è il catodo. Questo concorda con la descrizione di cui sopra: lo zinco (l'anodo) diventa ossidato e il rame (il catodo) viene ridotto.

Celle elettrolitiche

Nelle celle elettrolitiche, viene utilizzato un alimentatore per creare una corrente in un liquido contenente ioni. Per esempio, vedremo cosa succede quando due elettrodi sono inseriti in un campione di fuso cloruro di sodio (NaCl, o sale comune).

Elettrolisi di sodio cloruro fuso

L'elettrodo collegato al terminale positivo della batteria attira il anioni. Qui, questi ioni emettono i loro elettroni, formando gas di cloro.

All'elettrodo collegato al terminale negativo, gli ioni di sodio positivi ottengono elettroni, formando atomi di sodio:

Qui, il terminale che attira corrente nel dispositivo è l'elettrodo collegato al terminale positivo della batteria. Pertanto, questo è l'anodo. Gli ioni perdono i loro elettroni qui, quindi questo è coerente con l'idea che l'ossidazione avvenga nell'anodo. Forme di sodio nell'altro elettrodo dove  gli ioni sono ridotti. Flussi di corrente su del dispositivo da questo terminale. Pertanto, questo terminale forma il catodo.

I due esempi precedenti dovrebbero chiarire che i termini anodo e catodico non fare riferimento a un potenziale specifico, ma piuttosto a come i flussi di corrente nella configurazione. Ad esempio, l'elettrodo "positivo" nella cella galvanica è il suo "catodo", ma l'elettrodo "positivo" nel caso di elettrolisi è il suo "anodo".

Differenza tra anodo e catodo

I nomi "anodo" e "catodo" possono essere assegnati a un terminale a seconda che la corrente scorra in quel terminale dall'esterno o se la corrente scorra dal terminale verso l'esterno. Tuttavia, poiché il modo in cui le correnti fluiscono in diverse situazioni potrebbe essere radicalmente diverso, la traduzione dell'uso di questi termini da una situazione all'altra potrebbe essere fonte di confusione. Pertanto, potrebbe essere necessario esaminare prima la situazione per utilizzare correttamente la terminologia. Se possibile, dovrebbero essere usati termini alternativi e meno ambigui (a seconda della situazione). Abbiamo discusso due esempi particolari di elettrochimica, ma i termini "anodo" e "catodo" sono usati anche in molti altri campi. Alcuni altri esempi sono menzionati nella sezione di riepilogo di seguito.

Direzione corrente del flusso:

Generalmente, la corrente scorre nel anodo da fuori. 

catodico dà corrente fuori dal dispositivo. Ciò significa che al di fuori il dispositivo, elettroni flusso dall'anodo al catodo.

Reazione redox:

Nei dispositivi che si basano su reazioni redox, l'ossidazione avviene a anodi.

Considerando che la riduzione ha luogo a catodi.

Nelle cellule galvaniche e nelle celle elettrolitiche:

Nelle cellule galvaniche e nelle celle elettrolitiche, il catodico attrae i cationi e li ossida.

Il anodo attrae gli anioni e li riduce.

In elettrolisi:

Il anodo forma il positivo terminale in elettrolisi

Mentre il catodico forma il negativo terminale nella cella galvanica.

Nelle pistole a elettroni e nei tubi a raggi X:

Nei cannoni elettronici e nei tubi a raggi X, la parte che emette elettroni nel dispositivo forma il catodico.

All'interno del dispositivo, il anodo raccoglie gli elettroni. 

Quando i diodi normali sono collegati in polarizzazione diretta, il l'anodo è il p-lato, che è il lato collegato al lato positivo della batteria (ricava corrente dalla cella). Allo stesso modo, il catodico forma il n-lato.

Sebbene i nomi dei terminali debbano essere invertiti quando la corrente scorre in polarizzazione inversa in un diodo Zener, il p-side è ancora denominato "ilanodo"Anche se tecnicamente dà corrente verso l'esterno. Questa è una notevole eccezione e mette in evidenza il motivo per cui i termini "anodo" e "catodo" dovrebbero essere evitati, quando possibile (in questo caso, è meglio fare riferimento ai lati come p-lato e il n-lato).

Un'altra fonte di confusione si verifica quando i produttori di batterie etichettano il terminale negativo di a ricaricabile batteria come il "anodo“. Quando la batteria è scarica, la terminologia funziona. Tuttavia, quando la batteria viene caricata, tecnicamente, anche la terminologia deve essere invertita.

Riferimenti:

Denker, J. (2004). Come definire anodo e catodo. Estratto il 1 ° ottobre 2015 da Welcome in Av8n.com

Cortesia dell'immagine:

"Diagramma a celle galvaniche" secondo lo standard dell'Ohio (trasferito da en.wikipedia; trasferito a Commons dall'Utente: Burpelson AFB usando CommonsHelper) [CC BY-SA 3.0], tramite Wikimedia Commons