Unterschied zwischen Anode und Kathode

Hauptunterschied - Anode vs. Kathode

Die Begriffe Kathode und Anode werden verwendet, um sich auf Anschlüsse eines polarisierten elektrischen Geräts zu beziehen. Das Hauptunterschied zwischen Anode und Kathode ist das im Allgemeinen, Anode ist das Terminal, an dem der (konventionelle) Strom von außen in ein Gerät fließt, während Kathode ist das Terminal, an dem (herkömmlicher) Strom aus dem Gerät fließt. In einigen Fällen wird die Verwendung jedoch nicht streng befolgt, denn wenn ein Gerät einen reversiblen Prozess durchlaufen kann, könnte das gleiche Terminal, das als "Anode" bezeichnet wurde, jetzt als "Kathode" bezeichnet werden. Zweifellos kann dies zu Verwirrung führen, und es ist ratsam, sich an die allgemeine Verwendung in dem jeweiligen Bereich anzupassen. In diesem Artikel werden verschiedene Szenarien beschrieben, in denen diese Begriffe verwendet werden, und ihre Verwendung im Hinblick auf die Prozesse, die auf diesen Geräten auftreten.

Was ist eine Anode?

Anode ist das Terminal, an dem der (konventionelle) Strom von außen in ein Gerät fließt. Das bedeutet, dass Elektronen aus dem Gerät austreten an der Anode.

Was ist eine Kathode?

Kathode ist das Terminal, an dem der (konventionelle) Strom aus einem Gerät fließt. Das bedeutet, dass Elektronen in dieses Terminal fließen von außen.

Galvanische / voltaische Zellen

Der Aufbau einer galvanischen Zelle ist unten dargestellt:

Eine galvanische Zelle

In einer galvanischen Zelle hat eine der Elektroden ein höheres Reduktionspotential als die andere. Die Elektrode mit einem höheren Reduktionspotential hat eine stärkere Fähigkeit, Elektronen zu gewinnen, so dass Elektronen von der anderen Elektrode in sie fließen. In der oben gezeichneten Zelle hat Kupfer ein höheres Reduktionspotential als Zink und zieht daher Elektronen von der Zinkelektrode ab. Dies begleitet zwei Reaktionen. An der Zinkelektrode dissoziiert das Zink in Zn²⁺ Ionen und Elektronen. Mit anderen Worten, Zink wird oxidiert (es verliert Elektronen).

Die durch Zink verlorengegangenen Elektronen fließen über die Drähte auf die Kupferelektrode. Hier verbinden sich die einfallenden Elektronen mit Cu²⁺ Ionen und bilden Kupferatome. Kupfer wird reduziert (es gewinnt Elektronen):

Hier fließen Elektronen vom Zinkanschluss „aus der Vorrichtung“, sodass der herkömmliche Strom fließt in das Gerät Hier. Dies macht das Zinkterminal zur Anode. Konventioneller Strom fließt an der Kupferklemme aus dem Bauelement, so dass Kupfer zur Kathode wird. Wenn ein Gerät mit Redoxreaktionen arbeitet, ist die Klemme, an der die Oxidation stattfindet, die Anode und die Elektrode, an der die Reduktion stattfindet, die Kathode. Dies stimmt mit der obigen Beschreibung überein: Zink (die Anode) wird oxidiert und Kupfer (die Kathode) wird reduziert.

Elektrolysezellen

In Elektrolysezellen wird eine Stromversorgung verwendet, um einen Strom in einer Ionen enthaltenden Flüssigkeit zu erzeugen. Zum Beispiel betrachten wir, was passiert, wenn zwei Elektroden in eine Probe von gegeben werden geschmolzen Natriumchlorid (NaCl oder Kochsalz).

Elektrolyse von geschmolzenem Natriumchlorid

Die an den positiven Anschluss der Batterie angeschlossene Elektrode zieht das an Anionen Hier geben diese Ionen ihre Elektronen ab und bilden Chlorgas.

An der mit dem negativen Anschluss verbundenen Elektrode gewinnen die positiven Natriumionen Elektronen und bilden Natriumatome:

Hier ist der Anschluss, der Strom in das Gerät zieht, die Elektrode, die mit dem positiven Anschluss der Batterie verbunden ist. Deshalb ist dies die Anode. Ionen verlieren hier ihre Elektronen. Dies stimmt mit der Vorstellung überein, dass Oxidation an der Anode stattfindet. Natrium bildet sich an der anderen Elektrode wo  Ionen werden reduziert. Strom fließt aus des Geräts von diesem Terminal. Daher bildet dieser Anschluss die Kathode.

Die beiden obigen Beispiele sollten die Begriffe verdeutlichen Anode und Kathode beziehen sich nicht auf ein bestimmtes Potenzial, sondern darauf, wie der Strom im Setup fließt. Zum Beispiel ist die "positive" Elektrode in der galvanischen Zelle ihre "Kathode", aber die "positive" Elektrode im Fall von Elektrolyse ist seine "Anode".

Unterschied zwischen Anode und Kathode

Die Bezeichnungen "Anode" und "Kathode" können einer Klemme zugeordnet werden, je nachdem, ob Strom von außen in diese Klemme fließt oder ob Strom aus der Klemme nach außen fließt. Da sich die Strömungen in unterschiedlichen Situationen jedoch radikal unterscheiden können, kann die Verwendung dieser Begriffe von einer Situation in die andere verwirrend sein. Daher kann es erforderlich sein, zuerst die Situation zu untersuchen, um die Terminologie richtig zu verwenden. Wenn möglich, sollten alternative, weniger eindeutige Begriffe verwendet werden (je nach Situation). Wir haben zwei besondere Beispiele aus der Elektrochemie diskutiert, aber die Begriffe Anode und Kathode werden auch in vielen anderen Bereichen verwendet. Einige weitere Beispiele werden in der Zusammenfassung unten aufgeführt.

Stromflussrichtung:

Im Allgemeinen fließt Strom in die Anode von außen. 

Kathode gibt Strom aus dem Gerät. Das bedeutet, dass draußen das Gerät, Elektronen Strömung von der Anode zur Kathode.

Redox Reaktion:

In Geräten, die auf Redoxreaktionen angewiesen sind, findet Oxidation statt Anoden.

Die Reduktion erfolgt um Kathoden.

In galvanischen Zellen und elektrolytischen Zellen:

In galvanischen Zellen und Elektrolysezellen kann der Kathode zieht Kationen an und oxidiert sie.

Das Anode zieht Anionen an und reduziert sie.

In der Elektrolyse:

Das Anode bildet die positiv terminal in der Elektrolyse

Während Kathode bildet die Negativ Terminal in der galvanischen Zelle.

In Elektronenstrahlkanonen und Röntgenröhren:

In Elektronenkanonen und Röntgenröhren bildet der Teil, der Elektronen in das Gerät emittiert, die Kathode.

Im Inneren des Geräts ist das Anode sammelt die Elektronen. 

Wenn normale Dioden in Durchlassrichtung geschaltet sind, wird der Anode ist das p-Seite, Dies ist die Seite, die mit der positiven Seite der Batterie verbunden ist (sie zieht Strom aus der Zelle). Ebenso die Kathode bildet die n-Seite.

Obwohl die Bezeichnungen der Anschlüsse umgekehrt werden sollten, wenn in einer Zenerdiode der Strom in Sperrrichtung fließt, wird der p-Seite ist immer noch bezeichnet als "Anode”Obwohl es technisch ist gibt Strom nach außen. Dies ist eine bemerkenswerte Ausnahme und unterstreicht, warum die Ausdrücke "Anode" und "Kathode" möglichst vermieden werden sollten (in diesem Fall ist es besser, die Seiten als "Anode" zu bezeichnen p-Seite und die n-Seite).

Eine weitere Verwirrung kann auftreten, wenn Batteriehersteller den negativen Anschluss von a kennzeichnen wiederaufladbar Batterie als "Anode“. Wenn der Akku entladen ist, funktioniert die Terminologie. Wenn der Akku jedoch aufgeladen wird, sollte die Terminologie auch technisch umgekehrt werden.

Verweise:

Denker, J. (2004). So definieren Sie Anode und Kathode. Abgerufen am 1. Oktober 2015 von Welcome to Av8n.com

Bildhöflichkeit:

"Galvanic cell diagram" von Ohio Standard (Übertragen aus en.wikipedia; von CommonsHelper an Benutzer von Burpelson AFB übertragen) (CC BY-SA 3.0), über Wikimedia Commons