แอโนดและแคโทดคืออะไร

แอโนดและแคโทด เป็นชนิดของอิเล็กโทรดที่พบในเซลล์ไฟฟ้าเคมี อุปกรณ์เหล่านี้มีความสามารถในการผลิตพลังงานไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาเคมี เซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ใช้มากที่สุดคือแบตเตอรี่

เซลล์ไฟฟ้าเคมีมีสองประเภทคือเซลล์อิเล็กโทรไลต์และเซลล์ไฟฟ้าหรือเซลล์ voltaic ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ปฏิกิริยาทางเคมีที่ผลิตพลังงานไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ แต่กระแสไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนเป็นปฏิกิริยาเคมีของการลดออกซิเดชัน

เซลล์กัลวานิกประกอบด้วยเซลล์สองครึ่ง สิ่งเหล่านี้เชื่อมโยงกันด้วยสององค์ประกอบตัวนำโลหะและสะพานเกลือ

ตัวนำไฟฟ้าตามที่ระบุไว้ระบุว่าเป็นตัวนำไฟฟ้าเนื่องจากมีความต้านทานน้อยมากต่อการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า ไดรเวอร์ที่ดีที่สุดมักเป็นโลหะ

สะพานเกลือเป็นท่อที่เชื่อมต่อครึ่งเซลล์สองเซลล์ในขณะที่ยังคงสัมผัสทางไฟฟ้าของเซลล์เดียวกันและไม่ปล่อยให้ส่วนประกอบของแต่ละเซลล์เข้าร่วม แต่ละเซลล์ครึ่งหนึ่งของเซลล์กัลวานิคประกอบด้วยอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์

เมื่อปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นเซลล์ครึ่งหนึ่งจะสูญเสียอิเล็กตรอนไปยังอิเล็กโทรดผ่านกระบวนการออกซิเดชั่น ในขณะที่อีกคนหนึ่งได้รับอิเล็กตรอนสำหรับอิเล็กโทรดผ่านกระบวนการลด

กระบวนการออกซิเดชันเกิดขึ้นที่ขั้วบวกและกระบวนการลดที่ขั้วลบ

ความหมายของขั้วบวกและแคโทด

ขั้วบวก

ชื่อของแอโนดนั้นมาจากกรีกανά (aná): ขึ้นไปและοδός (odós): ทาง ฟาราเดย์เป็นคนที่บัญญัติศัพท์นี้ในศตวรรษที่ 19

คำจำกัดความแอโนดที่ดีที่สุดคืออิเล็กโทรดที่สูญเสียอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยปกติมันจะเชื่อมโยงกับขั้วบวกของการขนส่งกระแสไฟฟ้า แต่นี่ไม่ใช่กรณีเสมอไป

แม้ว่าในแบตเตอรี่ขั้วบวกเป็นขั้วบวก แต่ในไฟ LED มันเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามตรงกันข้ามขั้วบวกเป็นขั้วลบ

โดยปกติแล้วจะมีการกำหนดทิศทางของกระแสไฟฟ้าให้เห็นว่ามันเป็นความรู้สึกของประจุฟรี แต่ถ้าตัวนำนั้นไม่ใช่โลหะค่าประจุบวกที่เกิดขึ้นจะถูกถ่ายโอนไปยังตัวนำภายนอก

การเคลื่อนไหวนี้แสดงว่าเรามีประจุบวกและลบที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามดังนั้นจึงกล่าวว่าทิศทางของกระแสคือเส้นทางของประจุบวกของประจุบวกที่อยู่ในขั้วบวกไปยังประจุลบของขั้วบวก ที่อยู่ในแคโทด

ในเซลล์กัลวานิคที่มีตัวนำโลหะกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาจะทำตามเส้นทางจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ

แต่ในเซลล์อิเล็กโทรไลติคโดยไม่มีตัวนำโลหะ แต่อิเล็กโทรไลต์ไอออนที่มีประจุบวกและลบสามารถพบได้ว่าเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม

ขั้วบวก thermionic รับอิเล็กตรอนส่วนใหญ่ที่มาจากแคโทดความร้อนขั้วบวกและต้องหาวิธีที่จะกระจาย ความร้อนนี้ถูกสร้างขึ้นในแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กตรอน

ขั้วบวกพิเศษ

มีขั้วบวกชนิดพิเศษเช่นที่พบภายในรังสีเอกซ์ในหลอดเหล่านี้พลังงานที่ผลิตโดยอิเล็กตรอนนอกเหนือจากการผลิตรังสีเอกซ์จะสร้างพลังงานอันยิ่งใหญ่ที่ให้ความร้อนขั้วบวก

ความร้อนนี้เกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองและแรงดันของอิเล็กตรอน เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในกระแสไฟฟ้าพวกมันจะเข้าสู่ขั้วบวกที่ส่งผ่านความร้อน

แคโทด

แคโทดคืออิเล็กโทรดที่มีประจุลบซึ่งในปฏิกิริยาเคมีจะเกิดปฏิกิริยาการลดซึ่งสถานะออกซิเดชันจะลดลงเมื่อได้รับอิเลคตรอน

เช่นเดียวกับขั้วบวกมันเป็นฟาราเดย์ที่แนะนำคำแคโทดที่มาจากกรีกκατά [catá]: 'ลง' และὁδός [odós]: 'camino' ที่อิเล็กโทรดนี้ประจุไฟฟ้าลบนั้นเกิดขึ้นตลอดเวลา

วิธีการนี้เป็นเท็จเนื่องจากขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่มีอยู่ก็มีการโหลดหรืออื่น

ความสัมพันธ์นี้กับขั้วลบเช่นเดียวกับขั้วบวกเกิดขึ้นจากการสันนิษฐานว่ากระแสไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ สิ่งนี้เกิดขึ้นภายในเซลล์กัลวานิค

ภายในเซลล์อิเล็กโทรไลต์หมายถึงการถ่ายโอนพลังงานที่ไม่ได้อยู่ในโลหะ แต่อยู่ในอิเล็กโทรไลต์สามารถอยู่ร่วมกันกับไอออนลบและบวกที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม แต่ตามข้อตกลงมีการกล่าวกันว่ากระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ

แคโทดแบบพิเศษ

แคโทดชนิดหนึ่งที่เฉพาะเจาะจงคือแคโทดแบบความร้อน แคโทดปล่อยอิเล็กตรอนโดยผลของความร้อน

ในวาล์ว thermionic แคโทดสามารถให้ความร้อนด้วยการหมุนเวียนกระแสความร้อนในไส้หลอดที่ต่อเข้ากับมัน

ปฏิกิริยาสมดุล

หากเราใช้เซลล์กัลวานิกซึ่งเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่พบได้บ่อยที่สุดเราสามารถกำหนดปฏิกิริยาสมดุลที่เกิดขึ้นได้

แต่ละเซลล์ครึ่งที่ประกอบขึ้นเป็นเซลล์กัลวานิกมีแรงดันไฟฟ้าที่เรียกว่าศักยภาพการลดลง ภายในแต่ละเซลล์ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นระหว่างไอออนที่แตกต่างกัน

เมื่อปฏิกิริยานี้มาถึงความสมดุลเซลล์ไม่สามารถให้ความตึงเครียดมากขึ้น ในเวลานี้การเกิดออกซิเดชั่นที่เกิดขึ้นในเซมิโคลนของช่วงเวลานั้นจะมีค่าเป็นบวกยิ่งคุณเข้าใกล้ความสมดุลมากขึ้นเท่านั้น ศักยภาพของปฏิกิริยาจะยิ่งมากขึ้นเมื่อถึงสมดุล

เมื่อขั้วบวกอยู่ในสภาวะสมดุลมันเริ่มสูญเสียอิเล็กตรอนที่ผ่านตัวนำไปยังแคโทด

ที่คาโทดจะเกิดปฏิกิริยาการลดลงยิ่งห่างจากสมดุลมากเท่าใดปฏิกิริยาก็จะเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนมาจากขั้วบวก