Anody i katodas są punktami końcowymi lub zaciskami urządzenia wytwarzającego prąd elektryczny. Prąd elektryczny płynie od dodatnio naładowanego zacisku do ujemnie naładowanego zacisku. Katoda jest terminalem, który przyciąga kationy lub jony dodatnie. Aby przyciągnąć kationy, terminal musi być naładowany ujemnie. Prąd elektryczny to kwota opłaty, która przechodzi przez stały punkt na jednostkę czasu. Kierunek przepływu prądu jest kierunkiem, w którym przepływa ładunek dodatni. Elektrony są naładowane ujemnie i poruszają się w przeciwnym kierunku niż prąd.
W ogniwo galwaniczneprąd wytwarzany jest przez połączenie reakcji utleniania z reakcją redukcji w roztworze elektrolitu. Reakcje utleniania i redukcji lub reakcje redoks są reakcje chemiczne obejmujący przeniesienie elektrony od jednego atomu w reakcji do drugiego. Kiedy dwa różne utlenianie lub reakcje redukcji są połączone elektrycznie, powstaje prąd. Kierunek zależy od rodzaj reakcji odbywające się na terminalu.
Reakcje redukcyjne wiążą się z zyskiem elektronów. Elektrony są potrzebne do napędzania reakcji i wyciągania tych elektronów z elektrolitu. Ponieważ elektrony są przyciągane do miejsca redukcji, a prąd przepływa naprzeciwko przepływu elektronów, prąd odpływa z miejsca redukcji. Ponieważ prąd przepływa z katody do anody, miejscem redukcji jest katoda.
Reakcje utleniania obejmują utratę elektronów. W miarę postępu reakcji terminal utleniający traci elektrony do elektrolitu. Ładunek ujemny oddala się od miejsca utleniania. Prąd dodatni przesuwa się w kierunku miejsca utleniania, przeciw przepływowi elektronów. Ponieważ prąd przepływa do anody, miejscem utleniania jest anoda ogniwa.
Utrzymywanie anody i katody prosto
Na baterii komercyjnej anoda i katoda są wyraźnie oznaczone (- dla anody i + dla katody). Czasami zaznaczony jest tylko terminal (+). W przypadku akumulatora wyboista strona to (+), a strona gładka to (-). Jeśli tworzysz ogniwo galwaniczne, musisz pamiętać o reakcji redoks, aby zidentyfikować elektrody.
Anoda: dodatnio naładowany zacisk - reakcja utleniania
Katoda: ujemnie naładowany terminal - reakcja redukcji
Istnieje kilka mnemoników, które mogą pomóc ci zapamiętać szczegóły.
Aby zapamiętać ładunek: jony Ca + są przyciągane do hodu Ca + (t jest znakiem plus)
Aby zapamiętać, która reakcja zachodzi na którym terminalu: An Ox and Red Cat - Anode Oxidation, Reduction Cathode
Pamiętaj, że pojęcie prądu elektrycznego zostało zdefiniowane jeszcze zanim naukowcy zrozumieli naturę ładunków dodatnich i ujemnych, więc zostało ustawione dla kierunku, w którym ładunek (+) będzie się przemieszczał. W metalach i innych materiałach przewodzących poruszają się elektrony lub (-) ładunki. Możesz myśleć o tym jak o dziurach ładunku dodatniego. W ogniwie elektrochemicznym jest tak samo prawdopodobne, że kationy będą się poruszać jak aniony (w rzeczywistości oba prawdopodobnie poruszają się w tym samym czasie).