آیا آند مثبت است یا منفی؟ در مورد کاتد چطور؟ کشف کنید که قطبیت چگونه است
“آند” و “کاتد” اصطلاحات اساسی مورد استفاده در الکتروشیمی و مدارهای الکترونیکی هستند. این دو نوع الکترود نقش مهمی در انواع سیستم ها از باتری های ساده گرفته تا فناوری های پیشرفته ایفا می کنند.
بیایید تفاوت‌های آنها، برچسب‌های مثبت و منفی را بررسی کنیم، و اینکه چگونه می‌توانید به راحتی بفهمید کدام یک منفی یا مثبت است.
الکترود چیست؟
این مهم است که قبل از پرداختن به پیچیدگی های کاتد یا آند، ایده کلی از چیستی یک الکترود را درک کنید. در ابتدایی‌ترین مفهوم، الکترود ماده‌ای است که به هدایت الکتریسیته کمک می‌کند و جریان الکتریکی را قادر می‌سازد تا از یک محیط غیرفلزی مانند سلول الکترولیتی وارد یا خارج شود.
به بیان ساده، یک الکترود به عنوان یک رسانا برای برقراری تماس الکتریکی با یک جزء غیر فلزی مدار عمل می کند.
آند چیست؟
قطبیت یک الکترود، چه آند یا کاتد، به نوع مدار بستگی دارد. آند الکترودی است که در آن اکسیداسیون رخ می دهد و منجر به از دست دادن الکترون می شود. با نگاهی به آنچه در یک سلول گالوانیکی (که انرژی شیمیایی را به الکتریکی تبدیل می‌کند، مانند تخلیه باتری)، اتفاق می‌افتد، آند به عنوان الکترود منفی عمل می‌کند، زیرا در طول اکسیداسیون، الکترون‌ها روی الکترود باقی می‌مانند و در مدار خارجی جریان می‌یابند.
برعکس، در الکترولیز، جایی که جریان الکتریکی جریان الکترون را در جهت مخالف هدایت می کند، آند به الکترود مثبت تبدیل می شود.
کاتد چیست؟
کاتد به عنوان محلی که در آن کاهش رخ می دهد، عمل می کند، و افزایش الکترون ها را تسهیل می کند. در یک سلول گالوانیکی، به عنوان الکترود مثبت عمل می‌کند، زیرا یون‌ها با گرفتن الکترون از الکترود و متعاقباً خارج شدن از صفحه، کاهش می‌یابند.
از سوی دیگر، در الکترولیز، کاتد پایانه منفی است و یون های مثبت را از محلول جذب می کند.
آند در مقابل کاتد: شفاف سازی قطبیت
در ابتدا، اعتقاد بر این بود که الکتریسیته از مثبت به منفی جریان می‌یابد، برخلاف آنچه که اکنون می‌دانیم درست است. این تصور اشتباه اولیه باعث شده است که برخی آند را با منفی و کاتد را با مثبت بودن مرتبط کنند.
با این حال، با درک صحیح از نقش اکسیداسیون و کاهش در هر الکترود، تشخیص اینکه کدام یک آند یا کاتد است آسان می شود – این بستگی به نوع مدار دارد.
الکترولیت در باتری چیست؟
در باتری‌ها، الکترولیت به محیطی اطلاق می‌شود که اجازه می‌دهد یون‌ها بین آند و کاتد جریان داشته باشند و در عین حال آنها را از نظر الکتریکی خنثی نگه می‌دارد. این حرکت یونی برای واکنش های شیمیایی که در طی فرآیندهای شارژ و تخلیه رخ می دهد ضروری است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این، نحوه عملکرد باتری های لیتیوم یون EV را بخوانید.
کدام یک مثبت است؟
برای درک قطبیت ها هنگام صحبت در مورد الکترودها در یک سلول یا مدار، مهم است که دو واکنشی را که در دو مکان رخ می دهد در نظر بگیرید. در یک سلول گالوانیکی، آند تحت اکسیداسیون قرار می گیرد و به عنوان الکترود منفی عمل می کند، در حالی که در الکترولیز، به الکترود مثبت تبدیل می شود. برعکس، کاتد کاهش را تسهیل می کند و به عنوان الکترود مثبت در یک سلول گالوانیکی عمل می کند، اما به عنوان پایانه منفی در الکترولیز عمل می کند.