Что такое анод и катод — простое объяснение

Электрохимия и гальваника

В электрохимии есть два основных раздела:

  1. Гальванические элементы — выработка электричества в результате химической реакции. К этим элементам относятся батареи и аккумуляторы. Их часто называют химическими источниками тока.
  2. Электролиз — операция химической реакции с помощью электричества, или проще говоря — с использованием источника электричества для инициирования реакции.

Рассмотрим окислительно-восстановительную реакцию в гальваническом элементе, какие процессы затем происходят на его электродах?


  • Анод

    — электрод, где

    реакция окисления.

    это

    испускает электроны

    . Электрод, на котором происходит реакция окисления, называется электродом.

    Восстановитель

    .

  • Катод

    — электрод, где

    … реакция восстановления …

    это означает, что

    берет электроны

    . Электрод, на котором происходит реакция восстановления, называется электродом.

    окислитель

    .

Отсюда вопрос — а где в аккуме плюс и минус? Ну по определению в гальваническом элементе.

… анод отдает электроны …

.

Важный! В ГОСТ 15596-82 есть официальное определение химических применений источников тока, если короткое, плюс на катоде, а минус на аноде.

В этом случае течет электрический ток

на проводе внешней цепи

с участием

окислитель (катод)

к

Восстановитель


(анод)

. Поскольку электроны в цепи текут с отрицательного полюса на положительный, а электрический ток — наоборот, катод является плюсом, а анод — минусом.

Примечание: ток всегда течет к аноду!

Или то же самое в схеме:

Процесс электролиза или зарядки аккумулятора

Эти процессы аналогичны и обратны гальваническому элементу, потому что здесь энергия не поступает в результате химической реакции, а наоборот — химическая реакция вызывается внешним источником электричества.

В этом случае плюс источника питания по-прежнему называется катодом, а минус — анодом. С другой стороны, контакты заряженного гальванического элемента или электрода электролизера уже будут иметь противоположные названия — посмотрим почему!

Важный! При разряде гальванического элемента анод — минус, катод — плюс, и наоборот при зарядке.

Поскольку ток от положительного полюса источника питания передается на положительный полюс батареи, последний больше не может быть катодом. Ссылаясь на вышесказанное, можно сказать, что в этом случае электроды батареи условно меняются местами во время зарядки.

Тогда промежуточный электрод заряженного гальванического элемента, в котором протекает электрический ток, называется анодом. Получается, что при зарядке аккумулятора плюс становится анодом, а минус — катодом.

Гальванотехника

Процессы осаждения металла в результате химической реакции под действием электрического тока (электролиз) называют гальванизацией. Таким образом, мир получил посеребренные, позолоченные, хромированные или другие украшения и детали с металлическим покрытием. Этот процесс используется как в декоративных, так и в прикладных целях для повышения коррозионной стойкости различных узлов и устройств.

Принцип гальванической установки заключается в использовании в качестве электролита солевых растворов элементов, которые используются для покрытия деталей.

В гальванике анод также является электродом, который подключен к плюсу питания, соответственно катод в данном случае — минус. Металл осаждается (восстанавливается) на отрицательном электроде (реакция восстановления). То есть, если вы хотите сделать своими руками позолоченное кольцо — подключите к нему минусовой провод блока питания и поместите в емкость с подходящим раствором.

В электронике

Электроды или штыри в полупроводниковых и вакуумных электронных устройствах также часто называют анодом и катодом. Рассмотрим графическое обозначение полупроводникового диода на схеме подключения:

Как мы видим, анод в диоде подключен к плюсу батареи. Это также называется так потому, что в каждом случае к этой клемме течет диодный ток. Настоящий элемент маркируется на катоде в виде ленты или точки.

Светодиод делает то же самое. У светодиодов 5 мм внутренняя часть видна сквозь пузырек. Половина, которая больше, — это катод.

Это то же самоес тиристором, назначением выводов и «униполярным» использованием этих трехполюсных элементов он становится управляемым диодом:

В вакуумном диоде анод также подключен к плюсу, а катод — к минусу, как показано на схеме ниже. Хотя при подаче обратного напряжения — названия этих элементов не изменятся, несмотря на протекание электрического тока в обратном направлении, пусть и небольшом.

С пассивными компонентами, такими как конденсаторы и резисторы, дело обстоит иначе. У резистора нет отдельных катода и анода, и ток может течь в обоих направлениях. Его клеммам можно дать любое имя в зависимости от ситуации и рассматриваемой схемы. Обычные неполярные конденсаторы делают то же самое. Реже такое разделение с названиями выводов наблюдается в электролитических конденсаторах.

Заключение

Итак, подведем итоги, ответив на вопрос: как запомнить, где находится плюс и минус у катода с анодом? Существует удобный мнемонический принцип для электролиза, зарядки аккумуляторов, гальваники и полупроводников. Слова с похожими названиями имеют такое же количество букв, как показано ниже:

Во всех этих случаях ток течет от катода к аноду.

Не запутайтесь: «Почему у батареи катод положительный, а когда заряжается, он становится отрицательным?» Помните, что во всех электронных устройствах, электролизерах и гальванических установках, как правило, во всех приемниках энергии анод — это зажим, который подключается к плюсу. На этом различия заканчиваются, теперь вам будет проще разобраться в плюсах и минусах между контактами компонентов и устройств.

Напоследок рекомендуем посмотреть полезное видео по статье:

Теперь вы знаете, что такое анод и катод и как их быстро запомнить. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!