O que é o ânodo e o cátodo - uma explicação simples
Eletroquímica e galvanoplastia
Existem duas seções principais em eletroquímica:
- Células galvânicas - a produção de eletricidade através de uma reação química. Esses elementos incluem baterias e acumuladores. Eles são freqüentemente chamados de fontes químicas de corrente.
- Eletrólise - o impacto de uma reação química com eletricidade, em palavras simples - com a ajuda de uma fonte de energia, uma reação é iniciada.
Considere a reação redox em uma célula galvânica, então quais processos ocorrem em seus eletrodos?
- Ânodo - o eletrodo no qual é observado reação oxidativaisto é, eledá elétrons. O eletrodo no qual ocorre a reação de oxidação é chamado agente redutor.
- Cátodo - o eletrodo no qual flui reação de recuperaçãoisto é, eleaceita elétrons. O eletrodo no qual ocorre a reação de redução é chamado agente oxidante.
Isso levanta a questão - onde está o sinal de mais e onde está o sinal de menos da bateria? Com base na definição de uma célula galvânica ânodo dá elétrons.
Importante! GOST 15596-82 fornece uma definição oficial dos nomes das conclusões das fontes de corrente química, em resumo, depois no catodo e menos no ânodo.
Nesse caso, o fluxo de corrente elétrica é considerado. ao longo do condutor do circuito externo de oxidante (cátodo) para redutor (ânodo). Como os elétrons no circuito fluem de menos para mais e a corrente elétrica é vice-versa, então o cátodo é um mais e o ânodo é um menos.
Atenção: a corrente flui sempre para o ânodo!
Ou o mesmo no diagrama:
Eletrólise da bateria ou processo de carregamento
Esses processos são semelhantes e inversos à célula galvânica, pois aqui não a energia provém de uma reação química, mas sim - ocorre uma reação química devido a uma fonte externa de eletricidade.
Nesse caso, mais a fonte de alimentação também é chamada de cátodo e menos o ânodo. Mas os contatos da célula galvânica recarregável ou eletrodos do eletrolisador já terão nomes opostos, vamos ver o porquê!
Importante! Quando uma célula galvânica é descarregada, o ânodo é negativo, o cátodo é positivo e vice-versa durante o carregamento.
Como a corrente do terminal positivo da fonte de energia é fornecida ao terminal positivo da bateria, esta não pode mais ser um cátodo.Referindo-se ao exposto, podemos concluir que, nesse caso, os eletrodos da bateria trocam de lugar condicionalmente durante o carregamento.
Então, através do eletrodo de uma célula galvânica carregada na qual uma corrente elétrica flui, é chamado de ânodo. Acontece que, ao carregar a bateria, o sinal de mais se torna o ânodo e o menos o cátodo.
Galvanoplastia
Os processos de deposição de metais como resultado de uma reação química sob a influência de uma corrente elétrica (durante a eletrólise) são chamados de engenharia galvânica. Assim, o mundo recebeu detalhes e jóias banhados a prata, dourados, cromados ou outras peças de metal. Esse processo é usado para fins decorativos e aplicados - para melhorar a resistência à corrosão de vários componentes e conjuntos de mecanismos.
O princípio de operação das plantas de galvanoplastia reside no uso de soluções salinas dos elementos que cobrirão a peça como eletrólito.
Na galvanoplastia, o ânodo também é um eletrodo ao qual a saída positiva da fonte de energia está conectada, respectivamente, o cátodo, neste caso, é um sinal de menos. Nesse caso, o metal é depositado (reduzido) no eletrodo negativo (reação de redução). Ou seja, se você deseja fazer um anel dourado com suas próprias mãos - conecte a saída negativa da fonte de alimentação a ela e coloque-a em um recipiente com a solução apropriada.
Em eletrônica
Os eletrodos ou pernas dos dispositivos eletrônicos semicondutores e de vácuo também são chamados de ânodo e cátodo. Considere a designação gráfica condicional de um diodo semicondutor no diagrama:
Como vemos, o ânodo do diodo está conectado ao sinal de adição da bateria. É assim chamado pelo mesmo motivo - nesse caso, a corrente flui para a saída do diodo em qualquer caso. Em um elemento real no cátodo, há uma marcação na forma de uma tira ou um ponto.
O LED é semelhante. Nos LEDs de 5 mm, o interior é visível através do balão. A metade que é maior é o cátodo.
A situação também está no tiristor, o objetivo das conclusões e a aplicação "unipolar" desses componentes de três pernas o tornam um diodo controlado:
O diodo de vácuo também conecta o ânodo ao sinal de mais e o cátodo ao sinal de menos, que é mostrado no diagrama abaixo. Embora ao aplicar tensão reversa, os nomes desses elementos não sejam alterados, apesar do fluxo de corrente elétrica na direção oposta, embora insignificante.
Com elementos passivos, como capacitores e resistores, esse não é o caso. O cátodo e o ânodo não são isolados separadamente do resistor; a corrente nele pode fluir em qualquer direção. Você pode dar um nome às suas conclusões, dependendo da situação e do esquema em questão. Capacitores não polares convencionais também. Menos comumente, essa separação de nomes de contatos é observada em capacitores eletrolíticos.
Conclusão
Então, para resumir, respondendo à pergunta: como lembrar onde está o sinal de mais, onde está o sinal de menos do cátodo com o ânodo? Existe uma regra mnemônica conveniente para dispositivos de eletrólise, carga de bateria, galvanoplastia e semicondutores. Estas palavras com nomes semelhantes têm o mesmo número de letras, conforme ilustrado abaixo:
Em todos esses casos, a corrente flui do cátodo e flui para o ânodo.
Não se confunda com a confusão: "por que o cátodo é positivo para a bateria e, quando carregado, se torna negativo?" Lembre-se de todos os elementos eletrônicos, eletrolisadores e galvanoplastia - em geral, para todos os consumidores de energia, o ânodo é a saída conectada ao sinal de mais. As diferenças terminam aí, agora é mais fácil descobrir qual é o mais e o menos entre as saídas dos elementos e dispositivos.
Por fim, recomendamos assistir a um vídeo útil sobre o tópico do artigo:
Agora você sabe o que são o ânodo e o cátodo, bem como lembrá-los com rapidez suficiente. Esperamos que as informações fornecidas tenham sido úteis e interessantes para você!
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