Поскольку анод является источником положительных ионов, он активно взаимодействует с электролитом или другим веществом, расположенным в его окружении. Чтобы понять, что такое анод в водонагревателе, нужно разобрать химические процессы, которые проходят внутри электрического прибора. Что такое анод и катод, как их определить. Простое правило, с помощью которого легко запомнить, где анод и катод у светодиода, тиристора и других элементов. Магниевый анод — это деталь бойлера из магниевого сплава с металлической резьбой для крепления внутри бака. В этой статье мы расскажем, что это такое анод и катод, а также как определить где они находятся в электролизере, диоде и у батарейки, что из них плюс, а что минус.
Что такое анод и катод: определение и принцип работы
| Анод обозначение. Катод и анод в теории и практике | Узнаем, что такое ванны химического никелирования и для чего нужно использовать анодную защиту в таких ваннах. |
| Магниевый анод для водонагревателя: для чего нужен, какие бывают | в полупроводниковых приборах, в вакуумных лампах, в элек. |
| Анод — Карта знаний | Данная статья родилась как разбор статьи: «ва — Знаем ли мы, что такое АНОД?». |
Правила подбора анодов для водонагревателей
Понять разницу между катодом, анодом, положительным и отрицательным зарядом проще всего, вспомнив некоторые положения из электрохимии. Анод Анод (— движение вверх) — электрод некоторого прибора, присоединённый к положительному полюсу источника питания. АНОД — АНОД, положительный ЭЛЕКТРОД электролитической батареи, к которому притягиваются АНИОНЫ в процессе ЭЛЕКТРОЛИЗА.
Применение анода
Пример 9. Соль какого металла была подвергнута электролизу? Напишите уравнения реакций, протекающих на электродах. Пример 11. Выход кислорода считать количественным. Пример 12.
Определите массовую долю пропионата натрия в исходном растворе и объём газа, выделившегося на катоде. Коротко о главном Окислительно-восстановительный процесс, вызванный действием постоянного тока, называют электролизом. Процессы на катоде зависят от положения металла в электрохимическом ряду напряжений. Процесс на аноде зависит от материала анода и от природы аниона.
Кроме того, принято считать, что анод — электрод, на котором происходит окисление, а катод — тот, где протекает восстановительный процесс. В процессе электролитической реакции 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. При работе же гальванического элемента, избыток электронов и отрицательный заряд на одном из электродов обеспечивается не внешним источником тока, а собственно реакцией окисления металла, то есть здесь отрицательным, если следовать приведённому определению, будет уже анод.
Другим способом обозначения анода у диодного элемента могут быть нанесённые на корпус одна или две цветные точки или пара узких колец. Существуют конструктивно выполненные диоды, у которых минусовой катодный вывод обозначен широким серебряным кольцом. Диод 2А546А-5 ДМ служит таким примером. Примеры нанесения меток на диоды Длина ножек светодиодов, ни разу не паянных в платы, также может указывать на полярность выводов. У led-диодов длинная ножка — это положительный электрод, короткая — отрицательный вывод. К тому же форма корпуса обрез края окружности может служить ориентиром. Полярность выводов led-диодов При определении мультиметром полярности контактных выводов полупроводника подключают его в режиме тестирования диодов. Если на дисплее появились цифры, значит, диод подключён в прямом направлении. Если под рукой нет тестера, определить названия выводов диода можно, собрав последовательную цепь из батарейки, лампочки и диода. При прямом включении лампочка загорится, значит, плюс батарейки — на аноде и аналогично минус — на другом электроде. Электроды светодиода можно идентифицировать с помощью постоянного ИП с заведомо известной полярностью и включенного последовательно резистора, ограничивающего ток. Свечение элемента укажет на прямое включение. Для этой цели можно взять батарейку RG2032 на 3 вольта и резистор сопротивлением 1кОм. Включение светодиода через ограничивающий резистор Что касается полупроводников, всегда существует строгое соответствие наименований. В других случаях правильное определение проходящих электрохимических реакций поможет чётко ориентироваться в отождествлении электродов. Процессы, протекающие при электролизе Электролиз получил широкое распространение в металлургии цветных металлов и в ряде химических производств. Такие металлы, как алюминий, цинк, магний, получают главным образом путем электролиза. Кроме того, электролиз используется для рафинирования очистки меди, никеля, свинца, а также для получения водорода, кислорода, хлора и ряда других химических веществ. Сущность электролиза заключается в выделении из электролита при протекании через электролитическую ванну постоянного тока частиц вещества и осаждении их на погруженных в ванну электродах электроэкстракция или в переносе веществ с одного электрода через электролит на другой электролитическое рафинирование. В обоих случаях цель процессов — получение возможно более чистых незагрязненных примесями веществ. Любой электровакуумный прибор имеет электрод, предназначенный для испускания эмиссии электронов. Этот электрод называется катодом. Электрод, предназначенный для приема эмиттированных катодом электронов, называется анодом. На анод подают более высокий и положительный относительно катода потенциал. В отличие от электронной электропроводности металлов в электролитах растворах солей, кислот и оснований в воде и в некоторых других растворителях, а также в расплавленных соединениях наблюдается ионная электропроводность. Электролиты являются проводниками второго рода. В этих растворах и расплавах имеет место электролитическая диссоциация — распад на положительно и отрицательно заряженные ионы. Химия электролиза. Если в сосуд с электролитом — электролизер поместить электроды, присоединенные к электрическому источнику энергии, то в нем начнет протекать ионный ток, причем положительно заряженные ионы — катионы будут двигаться к катоду это в основном металлы и водород , а отрицательно заряженные ионы — анионы хлор, кислород — к аноду. У анода анионы отдают свой заряд и превращаются в нейтральные частицы, оседающие на электроде. У катода катионы отбирают электроны у электрода и также нейтрализуются, оседая на нем, причем выделяющиеся на электродах газы в виде пузырьков поднимаются кверху. Электрический ток во внешней цепи представляет собой движение электронов от анода к катоду. При этом раствор обедняется, и для поддержания непрерывности процесса электролиза приходится его обогащать. Так осуществляют извлечение тех или иных веществ из электролита электроэкстракцию. Если же анод может растворяться в электролите по мере обеднения последнего, то частицы его, растворяясь в электролите, приобретают положительный заряд и направляются к катоду, на котором осаждаются, тем самым осуществляется перенос материала с анода на катод. Так как при этом процесс ведут так, чтобы содержащиеся в металле анода примеси не переносились на катод, такой процесс называется электролитическим рафинированием. Если электрод поместить в раствор с ионами того же вещества, из которого он изготовлен, то при некотором потенциале между электродом и раствором не происходит ни растворения электрода, ни осаждения на нем вещества из раствора.
У резистора не выделяют отдельно катод и анод, ток в нём может протекать в любом направлении. Вы можете дать любые названия его выводам, в зависимости от ситуации и рассматриваемой схемы. У обычных неполярных конденсаторов также. Реже такое разделение по названиям контактов наблюдается в электролитических конденсаторах. Заключение Итак, подведем итоги, ответив на вопрос: как запомнить где плюс, где минус у катода с анодом? Есть удобное мнемоническое правило для электролиза, заряда аккумуляторов, гальваники и полупроводниковых приборов. У этих слов с аналогичными названиями одинаковое количество букв, что проиллюстрировано ниже: Во всех перечисленных случаях ток вытекает из катода, а втекает в анод. Пусть вас не собьёт с толку путаница: «почему у аккумулятора катод положительный, а когда его заряжают — он становится отрицательным? Помните у всех элементов электроники, а также электролизеров и в гальванике — в общем у всех потребителей энергии анодом называют вывод, подключаемый к плюсу. На этом отличия заканчиваются, теперь вам проще разобраться что плюс, что минус между выводами элементов и устройств. Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи: Теперь вы знаете, что такое анод и катод, а также как запомнить их достаточно быстро. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной! Материалы по теме: Чем отличается переменный ток от постоянного Фазное и линейное напряжение в сети Как зарядить батарейку в домашних условиях.
Анод и катод: что это такое, как их определить и запомнить
Устройство гальванической цепи. Из этой мощности только первая составляющая расходуется на проведение реакций, остальные являются тепловыми потерями процесса. Лишь при электролизе расплавленных солей часть теплоты, выделяющейся в электролите IUэ, используется полезно, так как расходуется на расплавление загружаемых в электролизер солей. Эффективность работы электролизной ванны, может быть оценена массой вещества в граммах, выделяемого на 1 Дж затраченной электроэнергии. Эта величина носит название выхода вещества по энергии. Это «ГОСТ 15596-82. Термины и определения». Там на странице 3 можно прочесть следующее: «Отрицательный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является анодом». То же самое, «Положительный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является катодом». Термины выделены мной. Но тексты правила и ГОСТа противоречат друг-другу.
В чем же дело? Материал по теме: Как подключить конденсатор А всё дело в том, что, например, деталь, опущенная в электролит для никелирования или для электрохимического полирования, может быть и анодом и катодом в зависимости от того наносится на нее другой слой металла или, наоборот, снимается. Электрический аккумулятор является классическим примером возобновляемого химического источника электрического тока. Он может быть в двух режимах — зарядки и разрядки. Направление электрического тока в этих разных случаях будет в самом аккумуляторе прямо противоположным, хотя полярность электродов не меняется. При зарядке положительный электрод будет принимать электрический ток, а отрицательный отпускать. При разрядке — наоборот. При отсутствии движения электрического тока разговоры об аноде и катоде бессмысленны. Фарадей в январе 1834г. Каковы же причины введения новых терминов в науку Фарадеем?
А вот они: «Поверхности, у которых, согласно обычной терминологии, электрический ток входит в вещество и из него выходит, являются весьма важными местами действия и их необходимо отличать от полюсов». В те времена после открытия Т. Зеебеком явления термоэлектричества имела хождение гипотеза о том, что магнетизм Земли обусловлен разностью температур полюсов и экватора, вследствие чего возникают токи вдоль экватора. Она не подтвердилась, но послужила Фарадею в качестве «естественного указателя» при создании новых терминов. Магнетизм Земли имеет такую полярность, как если бы электрический ток шел вдоль экватора по направлению кажущегося движения солнца. Обозначение анода и катода Фарадей записывает: «На основании этого представления мы предлагаем назвать ту поверхность, которая направлена на восток — анодом, а ту, которая направлена на запад — катодом».
Их часто называют химическими источниками тока. Электролиз — воздействие на химическую реакцию электроэнергией, простыми словами — с помощью источника питания запускается какая-то реакция. Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию в гальваническом элементе, тогда какие процессы протекают на его электродах? Анод — электрод на котором наблюдается окислительная реакция, то есть он отдаёт электроны. Электрод, на котором происходит окислительная реакция — называется восстановителем. Катод — электрод на котором протекает восстановительная реакция, то есть он принимает электроны. Электрод, на котором происходит восстановительная реакция — называется окислителем. Отсюда возникает вопрос — где плюс, а где минус у батарейки? Исходя из определения, у гальванического элемента анод отдаёт электроны. В ГОСТ 15596-82 дано официальное определение названий выводов химических источников тока, если кратко, то плюс на катоде, а минус на аноде. В данном случае рассматривается протекание электрического тока по проводнику внешней цепи от окислителя катода к восстановителю аноду. Так как электроны в цепи текут от минуса к плюсу, а электрический ток наоборот, тогда катод — это плюс, а анод — это минус. Внимание: ток всегда втекает в анод! Или то же самое на схеме: Процесс электролиза или зарядки аккумулятора Эти процессы похожи и обратны гальваническому элементу, поскольку здесь не энергия поступает за счет химической реакции, а наоборот — химическая реакция происходит за счет внешнего источника электричества. В этом случае плюс источника питания всё также называется катодом, а минус анодом.
В бойлерах анод обычно устанавливается прямо в ТЭН. Со временем анод разрушается и разрушительный процесс переходит на сам ТЭН. На нем появляется накипь и коррозия, оболочка ТЭНа превращается в ржавую фольгу. На этом месте появляютcя микротрещины через которые вода попадает в защищенную часть тэна. Бойлер постепенно начинает биться током. ТЭН при этом продолжает нагреваться. Вода, которая попала в ТЭН, начинает испаряться, но быстро выйти через мелкие трещины не может и превращается в пар, разрывая его. Поэтому некоторые бойлеры комплектуются защитой от поражения током.
У аккумуляторов полярность на аноде и катоде изменяется от того, работает он как гальванический элемент при разряде или как электролизёр при заряде. Сварка постоянным током также неоднозначно определяет «А» и «К» при зажигании дуги прямой или обратной полярностью. Знаки «А» и «К» при сварке постоянным током Как определить анод и катод Что это такое катод и анод, выясняют в частных моментах: при определении выводов у полупроводниковых элементов или при идентификации электродов в электрохимических процессах. Полупроводниковый диод требует позиционного размещения в электросхемах. Для правильного соединения необходимо отождествить выводы. Это можно сделать по следующим признакам: маркировка, нанесённая на корпус элемента; длина выводов детали; показания тестера при измерениях в режиме омметра или проверки диодов; использование источника тока с известной полярностью. Маркировка полупроводников такого типа может быть выполнена при помощи нанесения на корпус графического обозначения диода. Тогда минус К — это вывод со стороны вертикальной линии, в которую упирается контур стрелки. Ножка диода, от которой выходит стрелка, — это плюс А. Так графически указано прямое направление тока — от «А» к «К». Другим способом обозначения анода у диодного элемента могут быть нанесённые на корпус одна или две цветные точки или пара узких колец. Существуют конструктивно выполненные диоды, у которых минусовой катодный вывод обозначен широким серебряным кольцом. Диод 2А546А-5 ДМ служит таким примером. Примеры нанесения меток на диоды Длина ножек светодиодов, ни разу не паянных в платы, также может указывать на полярность выводов. У led-диодов длинная ножка — это положительный электрод, короткая — отрицательный вывод.
Электролиз расплавов и растворов
Основная функция анода – принятие электронов от внешнего источника энергии и передача их в электролит или другой электрод в системе. Что такое Анод? Полярность анода и катода: что это такое и как она влияет на работу электронных устройств. Анод размягчает накипь на ТЭНе, предохраняет водонагреватель от коррозии и продлевает его эксплуатационный срок.
Анод и катод. Физико-химический процесс электролиза
Мы все подробно расскажем, а еще покажем, как правильно заменить магниевый анод. Оплошностям в применениях определений АНОД а также КАТОД недостает количества. Анод (от греч. ánodos — подъём, восхождение, от aná — вверх и hodós — путь, движение), 1) положительный электрод источника электрического тока, например положительного полюс гальванического элемента или электрического аккумулятора.
Катод и анод
В гальванике анод также является электродом, к которому подключаются плюсовой вывод источника питания, соответственно катод в этом случае — это минус. При этом металл осаждается восстанавливается на минусовом электроде реакция восстановления. То есть если вы хотите сделать позолоченное кольцо своими руками — подключите к нему минусовой вывод блока питания и поместите в ёмкость с соответствующим раствором. В электронике Электроды или ножки полупроводниковых и вакуумных электронных приборов тоже часто называют анодом и катодом. Рассмотрим условное графическое обозначение полупроводникового диода на схеме: Как мы видим, анод у диода подключается к плюсу батареи. Он так называется по той же причине — в этот вывод у диода в любом случае втекает ток. На реальном элементе на катоде есть маркировка в виде полосы или точки. У светодиода аналогично. На 5 мм светодиодах внутренности видны через колбу. Та половина, что больше — это катод. Также обстоит ситуация и с тиристором, назначение выводов и «однополярное» применение этих трёхногих компонентов делают его управляемым диодом: У вакуумного диода анод тоже подключается к плюсу, а катод к минусу, что изображено на схеме ниже.
Хотя при приложении обратного напряжения — названия этих элементов не изменятся, несмотря на протекание электрического тока в обратном направлении, пусть и незначительного. С пассивными элементами, такими как конденсаторы и резисторы дело обстоит иначе. У резистора не выделяют отдельно катод и анод, ток в нём может протекать в любом направлении. Вы можете дать любые названия его выводам, в зависимости от ситуации и рассматриваемой схемы.
Электрохимия и гальваника В электрохимии есть два основных раздела: Гальванические элементы — производство электричества за счет химической реакции. К таким элементам относятся батарейки и аккумуляторы. Их часто называют химическими источниками тока. Электролиз — воздействие на химическую реакцию электроэнергией, простыми словами — с помощью источника питания запускается какая-то реакция.
Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию в гальваническом элементе, тогда какие процессы протекают на его электродах? Анод — электрод на котором наблюдается окислительная реакция, то есть он отдаёт электроны. Электрод, на котором происходит окислительная реакция — называется восстановителем. Катод — электрод на котором протекает восстановительная реакция, то есть он принимает электроны. Электрод, на котором происходит восстановительная реакция — называется окислителем. Отсюда возникает вопрос — где плюс, а где минус у батарейки? Исходя из определения, у гальванического элемента анод отдаёт электроны. В ГОСТ 15596-82 дано официальное определение названий выводов химических источников тока, если кратко, то плюс на катоде, а минус на аноде.
В данном случае рассматривается протекание электрического тока по проводнику внешней цепи от окислителя катода к восстановителю аноду. Так как электроны в цепи текут от минуса к плюсу, а электрический ток наоборот, тогда катод — это плюс, а анод — это минус. Внимание: ток всегда втекает в анод!
На рисунке анод подсоединён к положительному полюсу источника тока, а значит, ток условно втекает в этот электрод. Обратите внимание на рисунок 2, где изображена схема гальванического элемента. Гальванический элемент Плюсовой вывод источника тока является катодом, а не анодом, как можно было бы ожидать.
При внимательном изучении принципа работы гальванического элемента можно понять, почему анод является отрицательным полюсом. Обратите внимание на рисунок строения гальванического источника тока. Стрелки вверху указывают направление движения электронов, однако направлением тока условно принято считать перемещение от плюса к минусу. То есть, при замыкании цепи, ток входит именно в отрицательный полюс, который и является анодом, на котором происходит реакция окисления. Иначе говоря, ток от положительного электрода через нагрузку попадает на анод, являющийся отрицательным полюсом гальванического элемента. При вдумчивом подходе все стает на свои места.
При определении позиций анода и катода в радиоэлектронных элементах пользуются справочными материалами. На назначение электродов указывает: длина выводов для светодиодов рис. Диод Рис. Электроды светодиода Определение назначений выводов у полупроводниковых диодов можно определить с помощью измерительных приборов. Например, все типы диодов кроме стабилитронов проводят ток только в одном направлении. Если вы подключили тестер или омметр к диоду, и он показал незначительное сопротивление, то к положительному щупу прибора подключен анод, а к отрицательному — катод.
Если известен тип проводимости транзистора, то с помощью того же тестера можно определить выводы эмиттера и коллектора. Между ними сопротивление бесконечно велико тока нет , а между базой и каждым из них проводимость будет только в одну сторону, как у диода. Зная тип проводимости, по аналогии с диодом, можно определить: где анод, а где катод, а значит определить выводы коллектора или эмиттера см. Транзистор на схемах и его электроды Что касается вакуумных диодов, то их невозможно проверить путем измерения обычными приборами. Поэтому их выводы расположены таким образом, чтобы исключить ошибки при подключении. В электронных лампах выводы точно совпадают с расположением контактов гнезда, предназначенного для этого радиоэлемента.
Направление тока: от минуса к плюсу или наоборот? Это вам скажет любой школьник. А вот вопрос о том, каково направление тока и куда деваются эти самые частицы, многих может поставить в тупик. Суть вопроса Как известно, в проводнике электричество переносят электроны, в электролитах — катионы и анионы или попросту ионы , в полупроводниках электроны работают с так называемыми «дырками», в газах — ионы с электронами. От наличия свободных элементарных частиц в том или ином материале и зависит его электропроводность. При отсутствии электрического поля в металлическом проводнике ток идти не будет.
Но как только на двух его участках возникнет разность потенциалов, то есть появится напряжение, в движении электронов прекратится хаос и наступит порядок: они начнут отталкиваться от минуса и направятся в сторону плюса. Казалось бы, вот и ответ на вопрос «Каково направление тока? Но не тут-то было. Достаточно заглянуть в энциклопедический словарь или просто в любой учебник по физике, как сразу станет заметно некое противоречие. Там говорится, что условно словосочетание «направление тока» обозначает направленное движение положительных зарядов, другими словами: от плюса к минусу.
В разных домах и в разных регионах России наблюдаются различные условия и свойства вода, включая наличие минералов в жидкости, уровень кислотность и наличие смягчителя. Регулярные проверки помогут вам предотвратить потенциальную утечку и поломку. Потратив 10-20 минут на проверку и 100-1000 рублей в случае покупки нового анода, вы сможете значительно сэкономить на покупке нового водонагревателя, цена за который может достигать десятки тысяч рублей.
Как проверить исправность анода Помимо ручного отключения подачи воды в водонагреватель, откручивания анодного стержня от резервуара и визуальной проверки, чтобы убедиться, что стержень вышел из строя, есть несколько других методов определения, что ваш стержень вышел из строя. Если вы заметили, что от горячей воды исходит неприятный запах тухлых яиц, это может быть первым сигналом к тому того, что анод начинает выходить из строя. Неприятный запах возникает из-за того, что вода и кислород начинают вступать в реакцию с облицовкой резервуара и портят ее. Конечно же, если у вас установлен алюминиевый анод, то слабый неприятный запах будет являться нормой. Если же вы чувствуете запах при подаче холодной воды, то он может свидетельствовать о проблемах с водопроводом. В таком случае лучше всех обратиться за помощью к сантехнику для качественного поиска и решения проблемы. Бойлер стал гораздо дольше нагреваться; Прибор часто отключается и включается самостоятельно; Во время работы из бака слышны шумы. Если у вас есть смягчитель воды, то его работа также может привести к поломке стержня.
Дело в том, что смягчитель может негативно реагировать на работу самого анода и вызывать его износ. В таком случае мы рекомендуем проверять стержень каждые 6-9 месяцев. Если вам необходимо будет открутить стержень, обратите внимание на следующие вещи: Накопление кальция. В воде может быть большое количество кальция, который накапливается на самом анодном стержне, что делает стержень значительно менее полезным и быстрее разъедает ваш резервуар. Отсутствие коррозии. В таком случае вполне возможно, что вы установили стержень, который просто не работает. Если после месяца эксплуатации анод выглядит так, как будто вы ее только что вынули из коробки, значит, она не выполняет свою работу и из-за этого страдает бойлер. Как заменить магниевый анод в бойлере Замена анода в водонагревателе не требует специальных умений и с этим сможет справиться практически любой владелец устройства.
Но при замене, необходимо учитывать, что у каждого производителя имеется своя модификация и перед покупкой обязательно уточните, какой анод подойдет именно вам. Если у вас возникли трудности с выбором анода в магазине, то самым простым способом будет взять с собой старый. Детали отличаются по диаметру резьбы. Самые популярные размеры крепления анода М4, М5, М6. Размер самого анода имеет вторичное значение. Главное чтобы он влезал в бак без усилий. Сама процедура замены состоит из нескольких этапов, которые обязательны к выполнению: Отключите бойлер от сети и слейте остатки жидкости. Для упрощения данной процедуры можно воспользоваться обратным клапаном, предварительно подсоединив шланг; Открутите кожух, находящийся в нижней части бака, чтобы добраться до термостата и фланца и демонтировать их; Извлеките ТЭН путем легкого пошатывания.
Элемент может быть подвержен солевым отложениям, поэтому действуйте крайне аккуратно, дабы не повредить деталь; Демонтируйте анод, который располагается рядом с ТЭНом; Удалите всю накипь с ТЭНа с помощью специальных щеток или обычной отвертки. В случае сильного загрязнения, можете воспользоваться раствором лимонной кислоты 40-50 грамм кислоты на 1 литр чистой воды, после чего оставить ТЭН в жидкости на 48 часов ; Соберите все обратно и проверьте работоспособность нового элемента. Магниевые аноды от оптом производителя «МастерПроф» Если вы активно пользуйтесь водонагревателем в своем доме, мы рекомендуем приобрести заранее запасной стержень и держать его на случай поломки.
Правила подбора анодов для водонагревателей
Понятия и термины «ион», «катион», «аонион» — также ввёл М. Фарадей в 1834 году : Катионы — положительно заряженные ионы, движущиеся в растворе электролита к отрицательному полюсу катоду. Анионы — отрицательно заряженные ионы, движущиеся в растворе электролита к положительному полюсу аноду. Электрохимические процессы — это окислительно-восстановительные реакции, которые сопровождаются возникновением электрического тока или вызываются электрическим током. Выделяют две группы электрохимических процессов: процессы превращения электрической энергии в химическую электролиз ; процессы превращения химической энергии в электрическую гальванические элементы. В электрохимических процессах окислительная и восстановительная полуреакции пространственно разделены, а электроны переходят от «восстановителя» к «окислителю» не непосредственно, а по проводнику внешней цепи, создавая электрический ток здесь наблюдается взаимное превращение химической и электрической форм энергии. Простейшая электрохимическая система состоит из двух электродов — проводников первого рода с электронной проводимостью, находящихся в контакте с жидким раствор, расплав или твердым электролитом — ионным проводником второго рода. Электроды замыкаются металлическим проводником, образующим внешнюю цепь электрохимической системы... Итак: что есть Катод? Хотя тут есть маленькая путаница, требуется важное замечание: по определению электрохимии, и в этом случае, на аноде всё равно будут протекать «окислительные процессы», а на катоде — «восстановительные процессы». Тип химических реакций на Аноде и Катоде остался прежний, хотя анод и катод сменили знаки!
Как так?
Работа анода и катода в электрохимической ячейке основана на разности потенциалов между ними. Эта разность приводит к возникновению электромоторной силы ЭМС , которая вызывает движение электронов по внешней цепи и ионов через электролит. Таким образом, энергия химической реакции превращается в электрическую энергию, которая может быть использована для питания устройств. Примеры использования анода и катода в быту и промышленности Аноды и катоды широко используются в различных сферах быта и промышленности.
Вот несколько примеров их применения: Бытовая электроника: Аноды и катоды используются в различных электронных устройствах, таких как телевизоры, компьютеры и мобильные телефоны. Аноды отвечают за выпуск электронов, а катоды за их прием и обработку. Аккумуляторы: Аноды и катоды являются основными компонентами аккумуляторов. Аноды служат для окисления химических веществ, а катоды для восстановления. Это позволяет аккумуляторам сохранять и выделять энергию.
Электролиз: Аноды и катоды применяются в процессе электролиза для разделения различных веществ на составные части. Например, в производстве алюминия анодом служит углеродная пластина, а катодом — покрытый алюминием стержень. Защита от коррозии: Аноды используются для защиты различных металлических конструкций от коррозии. В таких случаях анод выполняет функцию жертвенного металла, притягивая коррозионные процессы на себя и предотвращая повреждения основного металла.
Здесь электрод забирает электроны и называется окислителем. Принимая, что ток является движением положительно заряженных частиц, а не отрицательных, получается, что ток в растворе идет от катода к аноду. В цепи, соединяющей элементы гальванической пары, электроны идут от минуса к плюсу и с этой точки зрения катод является плюсом, а анод — минусом.
Противоречие кажущееся, ведь направление тока определяется движением положительных частиц, хотя фактически в металлической цепи его обеспечивает движение электронов. Как определить анод и катод Если с батарейкой все довольно просто полюс и минус не меняются местами , то с зарядкой аккумулятора дело обстоит сложнее. Во время зарядки разность между большим и меньшим потенциалом увеличивается, то есть потенциал положительного электрода становится выше, чем его же потенциал в покое — накапливается заряд, а потенциал отрицательного электрода становится меньше, чем он же в состоянии покоя. Отсюда вытекает, что положительный электрод выступает анодом, а отрицательный — катодом. При использовании устройства потенциал положительного электрода анода всегда остается больше, чем потенциал отрицательного катода. Во время зарядки положительным выступает анод, отрицательным — катод. Если речь идет о растворах и электрофизических реакциях в них, проще запомнить, что катионы — всегда частицы с положительным зарядом, а значит двигаются к минусу.
Анионы — частицы всегда с отрицательным зарядом и двигаются к плюсу.
В чем же дело? Материал по теме: Как подключить конденсатор А всё дело в том, что, например, деталь, опущенная в электролит для никелирования или для электрохимического полирования, может быть и анодом и катодом в зависимости от того наносится на нее другой слой металла или, наоборот, снимается. Электрический аккумулятор является классическим примером возобновляемого химического источника электрического тока. Он может быть в двух режимах — зарядки и разрядки. Направление электрического тока в этих разных случаях будет в самом аккумуляторе прямо противоположным, хотя полярность электродов не меняется. При зарядке положительный электрод будет принимать электрический ток, а отрицательный отпускать. При разрядке — наоборот.
При отсутствии движения электрического тока разговоры об аноде и катоде бессмысленны. Фарадей в январе 1834г. Каковы же причины введения новых терминов в науку Фарадеем? А вот они: «Поверхности, у которых, согласно обычной терминологии, электрический ток входит в вещество и из него выходит, являются весьма важными местами действия и их необходимо отличать от полюсов». В те времена после открытия Т. Зеебеком явления термоэлектричества имела хождение гипотеза о том, что магнетизм Земли обусловлен разностью температур полюсов и экватора, вследствие чего возникают токи вдоль экватора. Она не подтвердилась, но послужила Фарадею в качестве «естественного указателя» при создании новых терминов. Магнетизм Земли имеет такую полярность, как если бы электрический ток шел вдоль экватора по направлению кажущегося движения солнца.
Обозначение анода и катода Фарадей записывает: «На основании этого представления мы предлагаем назвать ту поверхность, которая направлена на восток — анодом, а ту, которая направлена на запад — катодом». В основе новых терминов лежал древнегреческий язык и в переводе они значили: анод — путь солнца вверх, катод — путь солнца вниз. Мы же рекомендуем пользоваться ими, ибо в них корнем слова является ХОД и, во всяком случае, это напомнит пользователю термина, что без движения тока термин не применим. Для желающего проверить рассуждения создателя термина с помощью других правил, например правила пробочника, сообщаем, что северный магнитный полюс Земли лежит в Антарктиде, возле Южного географического полюса. В том числе и в зарубежных справочниках и энциклопедиях. Поэтому в электрохимии пользуются другими определениями, более понятными читателю. У них анод — это электрод, где протекают окислительные процессы, а катод — это электрод, где протекают восстановительные процессы. В этой терминологии нет места электронным приборам, но при электротехнической терминологии указать анод радиолампы, например, легко.
В него входит электрический ток. Не путать с направлением электронов. Как работает батарейка. Основные свойства катодов Любой электровакуумный прибор имеет электрод, предназначенный для испускания эмиссии электронов.