Praktik elektronika ilə məşğul olanlar enerji təchizatı anodunu və katodunu bilməlidirlər. Nə və necə adlanır? Niyə məhz? Mövzuya təkcə həvəskar radio deyil, həm də kimya nöqteyi-nəzərindən dərindən baxılacaq. Ən məşhur izahat budur ki, anod müsbət elektrod, katod isə mənfidir. Təəssüf ki, bu həmişə doğru və natamam deyil. Anod və katodu təyin edə bilmək üçün nəzəri əsasa sahib olmalı və nəyi və necə bilməlisiniz. Gəlin buna məqalə çərçivəsində baxaq.
Anod
Kimyəvi cərəyan mənbələrindən bəhs edən QOST 15596-82-yə müraciət edək. Üçüncü səhifədə yerləşdirilən məlumatla maraqlanırıq. GOST-a görə, anod kimyəvi cərəyan mənbəyinin mənfi elektrodudur. Bu belədir! Niyə məhz? Fakt budur ki, elektrik cərəyanı xarici dövrədən mənbənin özünə daxil olur. Gördüyünüz kimi, hər şey ilk baxışdan göründüyü qədər asan deyil. Məzmun çox mürəkkəb görünürsə, məqalədə təqdim olunan şəkillərə diqqətlə baxmaq məsləhətdir - onlar müəllifin sizə nə çatdırmaq istədiyini anlamağa kömək edəcək.
Katod
Eyni QOST 15596-82-yə müraciət edirik. müsbət elektrodKimyəvi cərəyan mənbəyi, boşaldıqda xarici dövrəyə daxil olan bir cərəyan mənbəyidir. Gördüyünüz kimi, GOST 15596-82-də olan məlumatlar vəziyyəti fərqli bir baxımdan nəzərdən keçirir. Buna görə də bəzi tikintilər haqqında başqaları ilə məsləhətləşərkən çox diqqətli olmaq lazımdır.
Tərminlərin yaranması
Qeyri-müəyyənliyin qarşısını almaq və daha yüksək dəqiqliyə nail olmaq üçün 1834-cü ilin yanvarında Faraday tərəfindən təqdim edilmişdir. O, həmçinin Günəş nümunəsindən istifadə edərək öz əzbərləmə variantını təklif etdi. Beləliklə, onun anodu günəş doğuşudur. Günəş yuxarı qalxır (cari daxil olur). Katod girişdir. Günəş batır (cari sönür).
Boru və diod nümunəsi
Biz nəyi ifadə etmək üçün nəyin istifadə edildiyini anlamağa davam edirik. Tutaq ki, bu enerji istehlakçılarından biri açıq vəziyyətdədir (birbaşa əlaqədə). Beləliklə, diodun xarici dövrəsindən bir elektrik cərəyanı anod vasitəsilə elementə daxil olur. Ancaq bu izahatla elektronların istiqaməti ilə səhv salmayın. Katod vasitəsilə istifadə olunan elementdən xarici dövrəyə elektrik cərəyanı axır. İndi yaranmış vəziyyət insanların tərs şəkilə baxdığı halları xatırladır. Bu təyinatlar mürəkkəbdirsə, unutmayın ki, yalnız kimyaçılar onları bu şəkildə başa düşməlidirlər. İndi tərsini edək. Yarımkeçirici diodların praktiki olaraq cərəyan keçirməyəcəyini görmək olar. Burada yeganə istisna elementlərin tərs parçalanmasıdır. Və elektrovakuum diodları (kenotronlar,radio boruları) ümumiyyətlə əks cərəyan keçirməyəcək. Buna görə də (şərti olaraq) onlardan keçmədiyi hesab olunur. Buna görə də formal olaraq diodun anod və katod terminalları öz funksiyalarını yerinə yetirmir.
Niyə çaşqınlıq var?
Xüsusən, öyrənmə və praktik tətbiqi asanlaşdırmaq üçün qərara alındı ki, pin adlarının diod elementləri onların keçid sxemindən asılı olaraq dəyişməyəcək və onlar fiziki sancaqlara "birləşdiriləcək". Ancaq bu, batareyalara aid deyil. Beləliklə, yarımkeçirici diodlar üçün hər şey kristalın keçiricilik növündən asılıdır. Vakuum borularında bu sual filamentin yerində elektronlar yayan elektroda bağlıdır. Təbii ki, burada müəyyən nüanslar var: məsələn, supressor və zener diodu kimi yarımkeçirici cihazlardan əks cərəyan keçə bilər, lakin burada məqalənin əhatə dairəsindən açıq şəkildə kənara çıxan bir spesifiklik var.
Elektrik batareyası ilə məşğul oluruq
Bu, bərpa oluna bilən kimyəvi elektrik mənbəyinin həqiqətən klassik nümunəsidir. Batareya iki rejimdən birindədir: doldurma / boş altma. Bu halların hər ikisində elektrik cərəyanının fərqli istiqaməti olacaq. Ancaq nəzərə alın ki, elektrodların polaritesi dəyişməyəcək. Və onlar müxtəlif rollarda çıxış edə bilərlər:
- Yükləmə zamanı müsbət elektrod elektrik cərəyanı alır və anoddur, mənfi elektrod isə onu buraxır və katod adlanır.
- Hərəkət yoxdursa, onlar haqqında danışmağın mənası yoxdur.
- Davamındaboşalma zamanı müsbət elektrod elektrik cərəyanını buraxır və katoddur, mənfi elektrod isə qəbul edir və anod adlanır.
Gəlin elektrokimya haqqında bir söz deyək
Burada bir qədər fərqli təriflərdən istifadə olunur. Beləliklə, anod oksidləşdirici proseslərin baş verdiyi elektrod kimi qəbul edilir. Və məktəb kimya kursunu xatırlayaraq, digər hissədə nə baş verdiyini cavablandıra bilərsinizmi? Reduksiya proseslərinin baş verdiyi elektroda katod deyilir. Amma elektron cihazlara istinad yoxdur. Redoks reaksiyalarının bizim üçün dəyərinə baxaq:
- Oksidləşmə. Bir elektronun hissəcik tərəfindən geri çəkilməsi prosesi var. Neytral müsbət iona çevrilir, mənfi isə neytrallaşdırılır.
- Bərpa. Bir hissəcik tərəfindən bir elektron əldə etmək prosesi var. Müsbət neytral iona, təkrarlananda isə mənfiyə çevrilir.
- Hər iki proses bir-birinə bağlıdır (məsələn, verilən elektronların sayı onların əlavə edilmiş sayına bərabərdir).
Faraday kimyəvi reaksiyalarda iştirak edən elementlərin adlarını da təqdim etdi:
- Kationlar. Bu, elektrolit məhlulunda mənfi qütbə (katod) doğru hərəkət edən müsbət yüklü ionların adıdır.
- Anionlar. Bu, elektrolit məhlulunda müsbət qütbə (anoda) doğru hərəkət edən mənfi yüklü ionların adıdır.
Kimyəvi reaksiyalar necə baş verir?
Oksidləşmə və reduksiyakosmosda yarım reaksiyalar ayrılır. Katod və anod arasında elektronların keçidi birbaşa deyil, elektrik cərəyanının yarandığı xarici dövrənin keçiricisi hesabına həyata keçirilir. Burada enerjinin elektrik və kimyəvi formalarının qarşılıqlı çevrilməsini müşahidə etmək olar. Buna görə sistemin xarici dövrəsini müxtəlif növ keçiricilərdən (elektrolitdəki elektrodlar) yaratmaq üçün metaldan istifadə etmək lazımdır. Görürsünüz ki, anod və katod arasında gərginlik, həmçinin bir nüans mövcuddur. Əgər onların lazımi prosesi bilavasitə həyata keçirməsinə mane olan heç bir element olmasaydı, kimyəvi cərəyan mənbələrinin dəyəri çox aşağı olardı. Və beləliklə, şarjın həmin sxemdən keçməsi lazım olduğuna görə, avadanlıq yığılıb və işləyir.
Nədir: addım 1
İndi nəyin nə olduğunu müəyyən edək. Yakobi-Daniel qalvanik elementini götürək. Bir tərəfdən, sink sulfat məhluluna batırılmış sink elektrodundan ibarətdir. Sonra məsaməli arakəsmə gəlir. Digər tərəfdən isə mis sulfat məhlulunda yerləşən mis elektrod var. Onlar bir-biri ilə təmasdadırlar, lakin kimyəvi xüsusiyyətlər və bölmə qarışdırmağa imkan vermir.
Addım 2: Proses
Sink oksidləşir və elektronlar xarici dövrə boyunca misə doğru hərəkət edir. Beləliklə, galvanik elementin mənfi yüklü anod və müsbət bir katoda sahib olduğu ortaya çıxır. Üstəlik, bu proses yalnız elektronların "getməli" yeri olduğu hallarda davam edə bilər. Məsələ birbaşa getməkdirelektroddan digərinə keçid "izolyasiya"nın mövcudluğunun qarşısını alır.
Addım 3: Elektroliz
Gəlin elektroliz prosesinə baxaq. Onun keçidi üçün quraşdırma bir həll və ya elektrolit əriməsi olan bir gəmidir. İçinə iki elektrod endirilir. Onlar birbaşa cərəyan mənbəyinə qoşulurlar. Bu vəziyyətdə anod müsbət qütblə əlaqəli elektroddur. Burada oksidləşmə baş verir. Mənfi yüklü elektrod katoddur. Burada azalma reaksiyası baş verir.
Addım 4: Nəhayət
Ona görə də bu anlayışlarla işləyərkən həmişə nəzərə almaq lazımdır ki, anod 100% hallarda mənfi elektrodu işarələmək üçün istifadə edilmir. Həmçinin, katod vaxtaşırı müsbət yükünü itirə bilər. Hər şey elektrodda hansı prosesin getdiyindən asılıdır: reduktiv və ya oksidləşdirici.
Nəticə
Hər şey belədir - çox çətin deyil, amma asan olduğunu deyə bilməzsən. Galvanik elementi, anod və katodu dövrə baxımından araşdırdıq və indi enerji təchizatı ilə işləmə vaxtı ilə bağlı problem yaşamamalısınız. Və nəhayət, sizin üçün daha dəyərli məlumatlar buraxmalısınız. Siz həmişə katod potensialının / anod potensialının fərqini nəzərə almalısınız. İş ondadır ki, birincisi həmişə bir az böyük olacaq. Bu, səmərəliliyin 100% göstərici ilə işləməməsi və ödənişlərin bir hissəsinin dağılması ilə bağlıdır. Məhz buna görə də siz görə bilərsiniz ki, batareyalar neçə dəfə doldurula bilər və bununla bağlı məhdudiyyətlər varboşalma.
