Skillnad mellan anod och katod

Huvudskillnad - Anod vs Katod

Villkoren katod och anod används för att referera till terminaler av en polariserad elektrisk apparat. De huvudskillnad mellan anod och katod är det i allmänhet, anod är terminalen där den (konventionella) strömmen flyter in i en anordning utifrån, medan katoden är terminalen där (konventionell) ström strömmar ut ur anordningen. Användningen följs emellertid inte i några fall, för när en enhet kan genomgå en reversibel process kan samma terminal som kallades "anoden" nu kallas "katoden". Det kan utan tvivel leda till förvirring och det är lämpligt att anpassa sig till den allmänna användningen i det specifika fältet. I den här artikeln kommer vi att titta på flera scenarier där dessa termer används och utforska användningen av dem i de processer som förekommer i dessa enheter.

Vad är en anod

Anod är terminalen där den (konventionella) strömmen flyter in i en enhet från utsidan. Detta innebär att elektroner strömma ut ur enheten vid anoden.

Vad är en katod?

Katod är terminalen där den (konventionella) strömmen flyter ut ur en enhet. Detta innebär att elektroner strömma in i denna terminal från utsidan.

Galvaniska / voltaiska celler

Inställningen av en galvanisk cell visas nedan:

En galvanisk cell

I en galvanisk cell har en av elektroderna en högre reduktionspotential än den andra. Elektroden med en högre reduktionspotential har en starkare förmåga att få elektroner, så elektroner strömmar in i den från den andra elektroden. I ovanstående cell har koppar en högre reduktionspotential än zink, så det drar elektroner från zinkelektroden. Detta följer med två reaktioner. Vid zinkelektroden dissocierar zinken till Zn²⁺ joner och elektroner. Med andra ord oxideras zink (det förlorar elektroner).

Elektronerna förlorade av zinkflödet över ledningarna på kopparelektroden. Här kombinerar de inkommande elektronerna med Cu²⁺ joner och bilda kopparatomer. Koppar reduceras (det får elektroner):

Här strömmar elektroner "ut ur enheten" från zinkterminalen, så den konventionella strömmen flyter in i enheten här. Detta gör zinkterminalen anoden. Konventionell ström flyter ut ur anordningen vid kopparterminalen, så det gör koppar katoden. När en enhet arbetar med hjälp av redoxreaktioner, är terminalen där oxidation händer anoden, och elektroden där reduktion sker är katoden. Detta överensstämmer med beskrivningen ovan: zink (anoden) blir oxiderad och koppar (katoden) blir reducerad.

Elektrolytiska celler

I elektrolytiska celler används en strömförsörjning för att skapa en ström i en vätska innehållande joner. Vi kommer till exempel att titta på vad som händer när två elektroder sätts i ett prov av smält natriumklorid (NaCl eller vanligt salt).

Elektrolys av smält natriumklorid

Elektroden ansluten till batteriets positiva anslutning lockar anjoner. Här avger dessa joner sina elektroner och bildar klorgas.

Vid elektroden ansluten till den negativa terminalen får de positiva natriumjonerna elektroner som bildar natriumatomer:

Här är terminalen som drar ström i enheten, elektroden ansluten till batteriets positiva anslutning. Därför är detta anoden. joner förlorar sina elektroner här, så detta överensstämmer med tanken att oxidation händer vid anoden. Natrium bildar vid den andra elektroden där  joner reduceras. Nuvarande flöden ut av enheten från denna terminal. Därför bildar denna terminal katoden.

Ovanstående två exempel bör klargöra att villkoren anod och katod hänvisa inte till en specifik potential, utan snarare hur strömmen strömmar i inställningen. Till exempel är den "positiva" elektroden i Galvanic-cellen sin "katod", men den "positiva" elektroden i fallet med elektrolys är dess "anod".

Skillnad mellan anod och katod

Namnen "anod" och "katod" kan ges till en terminal beroende på om strömmen flyter in i den terminalen från utsidan, eller om strömmen flyter ut ur terminalen till utsidan. Men eftersom strömmarna strömmar i olika situationer kan vara radikalt annorlunda kan översättandet av användandet av dessa termer från en situation till en annan vara förvirrande. Därför kan det vara nödvändigt att först undersöka situationen för att kunna använda terminologin på rätt sätt. Om möjligt bör alternativa, mindre tvetydiga termer användas (beroende på situationen). Vi har diskuterat två specifika exempel från elektrokemi men termen "anod" och "katod" används också på många andra områden. Några fler exempel nämns i sammanfattningsavsnittet nedan.

Nuvarande flödesriktning:

I allmänhet strömmar strömmen in i anod från utsidan. 

Katod ger ström ut ur enheten. Detta innebär att utanför enheten, elektroner strömmar från anod till katod.

Redoxreaktion:

I anordningar som är beroende av redoxreaktioner sker oxidation vid anoder.

Medan minskningen sker vid katoder.

I galvaniska celler och elektrolytceller

I galvaniska celler och elektrolytiska celler katod lockar katjoner och oxiderar dem.

De anod lockar anjoner och minskar dem.

I elektrolys:

De anod bildar positiv terminal i elektrolys

Medan katod bildar negativ terminal i Galvanic-cellen.

I elektronkanoner och röntgenrör:

I elektronpistoler och röntgenrör bildar den del som avger elektroner i enheten katod.

Inuti enheten, den anod samlar elektronerna. 

När normala dioder är anslutna i framåtriktad förspänning anod är p-sida, vilken sida är ansluten till batteriets positiva sida (det drar ström från cellen). På samma sätt, katod bildar n-sida.

Även om namnen på terminalerna bör vändas om strömmen strömmar i omvänd förspänning i en Zener-diod, p-sidan är fortfarande kallad "anod"Även om det är tekniskt det ger ström till utsidan. Detta är ett anmärkningsvärt undantag, och belyser varför termen "anod" och "katod" bör undvikas, när det är möjligt (i det här fallet är det bättre att referera till sidorna som p-sida och n-sida).

En annan förvirringskälla uppstår när batteriproducenter märker den negativa terminalen på a uppladdningsbart batteri som "anod”. När batteriet urladdas fungerar terminologin. Men när batteriet laddas, tekniskt bör terminologin också reverseras.

referenser:

Denker, J. (2004). Så här definierar du anod och katod. Hämtad 1 oktober 2015, från Välkommen till Av8n.com

Image Courtesy:

"Galvanic cell diagram" av Ohio standard (Överförd från en.wikipedia; överförd till Commons av användaren: Burpelson AFB använder CommonsHelper) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons