Genellikle elektrotlardan hangisinin katot hangisinin anot olduğunu belirleme sorunu vardır. İlk önce terimleri anlamanız gerekir.
İçerik
Katot ve anot kavramı - basit bir açıklama
Karmaşık maddelerde, elektronlar bileşiklerdeki atomlar arasında eşit olmayan bir şekilde dağılır. Etkileşimin bir sonucu olarak, parçacıklar bir maddenin atomundan diğerinin atomuna doğru hareket eder. Reaksiyona redoks denir. Elektron kaybına oksidasyon, elektron veren elemente indirgeyici ajan denir.
Elektronların eklenmesine indirgeme denir, bu süreçte alıcı eleman oksitleyici ajandır. İndirgeyici ajandan oksitleyici ajana elektron transferi, harici bir devre vasıtasıyla ilerleyebilir ve daha sonra bir elektrik enerjisi kaynağı olarak kullanılabilir.Kimyasal reaksiyon enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü cihazlara galvanik hücreler denir.
Galvanik hücrenin en basit klasik örneği, farklı metallerden yapılmış ve bir elektrolit çözeltisine daldırılmış iki plakadır. Böyle bir sistemde, bir metalde oksidasyon meydana gelir ve diğerinde indirgeme meydana gelir.
ÖNEMLİ! Oksidasyonun meydana geldiği elektrot anot olarak adlandırılır. İndirgemenin gerçekleştiği elektrot katottur.
Okul kimya ders kitaplarından, çinko ve bakır sülfat arasındaki reaksiyonun enerjisi nedeniyle çalışan bir bakır-çinko galvanik hücre örneği bilinmektedir. Jacobi-Daniel cihazında, bir bakır sülfat çözeltisine (bakır elektrot) bir bakır levha yerleştirilir, bir çinko levha bir çinko sülfat çözeltisine (çinko elektrot) daldırılır. Çinko elektrot çözeltiye katyonlar vererek içinde fazla pozitif yük oluşturur ve bakır elektrotta çözelti katyonlarda tükenir, burada çözelti negatif olarak yüklenir.
Dış devrenin kapatılması elektronların çinko elektrottan bakır elektrota akmasına neden olur. Faz sınırlarındaki denge ilişkileri kesintiye uğrar. Oksidasyon-indirgenme reaksiyonu gerçekleşir.
Kendiliğinden bir kimyasal reaksiyonun enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür.
Bir elektrik akımının dış enerjisi tarafından kimyasal bir reaksiyon tetiklenirse, elektroliz adı verilen bir işlem gerçekleşir. Elektroliz sırasında meydana gelen işlemler, bir galvanik hücrenin çalışması sırasında meydana gelen işlemlerin tersidir.
DİKKAT! İndirgemenin gerçekleştiği elektrot da katot olarak adlandırılır, ancak elektrolizde anot pozitif yüklü iken, negatif yüklüdür.
Elektrokimyada uygulama
Anotlar ve katotlar birçok kimyasal reaksiyonda yer alır:
- Elektroliz;
- Elektroekstraksiyon;
- galvanik;
- Elektrotip.
Metaller, erimiş bileşiklerin ve sulu çözeltilerin elektrolizi ile elde edilir, metaller safsızlıklardan arındırılır ve değerli bileşenler ekstrakte edilir (elektrolitik arıtma). Plakalar temizlenecek metalden dökülür. Elektrolizöre anot olarak yerleştirilirler. Bir elektrik akımının etkisi altında metal çözünmeye uğrar. Katyonları çözeltiye girer ve katotta boşalarak saf metal birikintisi oluşturur. Orijinal temizlenmemiş metal plakada bulunan safsızlıklar ya anot çamuru olarak çözünmez olarak kalır ya da çıkarıldığı elektrolite geçer. Bakır, nikel, kurşun, altın, gümüş, kalay elektrolitik arıtmaya tabi tutulur.
Elektro ekstraksiyon, elektroliz sırasında bir metali bir çözeltiden ayırma işlemidir. Metalin çözeltiye girmesi için özel reaktifler ile muamele edilir. İşlem sırasında, katotta yüksek saflıkta bir metal çökeltilir. Çinko, bakır, kadmiyum bu şekilde elde edilir.
Korozyonu önlemek, güç vermek, ürünü süslemek için bir metalin yüzeyi başka bir metal tabakasıyla kaplanır. Bu işleme elektrokaplama denir.
Elektrokaplama, metal elektrodepozisyon yoluyla dökme nesnelerden metal kopyalar elde etme işlemidir.
Vakum elektronik cihazlarda uygulama
Bir vakum cihazında katot ve anotun çalışma prensibi bir elektron lambası ile gösterilebilir.İçinde metal parçalar bulunan hava geçirmez şekilde kapatılmış bir kaba benziyor. Cihaz, elektrik sinyallerini düzeltmek, üretmek ve dönüştürmek için kullanılır. Elektrot sayısına göre:
- diyotlar;
- triyotlar;
- tetrodes;
- pentotlar, vb.
Diyot, bir katot ve bir anot olmak üzere iki elektrotlu bir vakum cihazıdır. Katot, güç kaynağının negatif kutbuna, anot - artıya bağlanır. Katodun amacı, bir elektrik akımı ile belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında elektron yaymaktır. Yayılan elektronlar, katot ve anot arasında bir boşluk yükü oluşturur. En hızlı elektronlar, uzay yükünün negatif potansiyel bariyerini aşarak anoda koşar. Anot bu parçacıkları alır. Harici devrede bir anot akımı oluşturulur. Elektronik akış, bunlara bir elektrik potansiyeli uygulanarak ek elektrotlar tarafından kontrol edilir. Diyotlar sayesinde alternatif akım doğru akıma dönüştürülür.
Elektronikte uygulama
Günümüzde yarı iletken tipte diyotlar kullanılmaktadır.
Elektronikte diyotların akımı ileri yönde geçirme ve ters yönde geçmeme özelliği yaygın olarak kullanılmaktadır.
LED'in çalışması, yarı iletken kristallerin p-n bağlantısından ileri yönde bir akım geçtiğinde parlama özelliğine dayanır.
Galvanik doğru akım kaynakları - piller
Tersinir reaksiyonların meydana geldiği kimyasal elektrik akımı kaynaklarına pil denir: tekrar tekrar şarj edilirler ve kullanılırlar.
Bir kurşun pilin çalışması sırasında bir redoks reaksiyonu meydana gelir.Metalik kurşun oksitlenir, elektronlarını bağışlar, elektronları kabul eden kurşun dioksiti azaltır. Bir pildeki kurşun metal anottur ve negatif yüklüdür. Kurşun dioksit bir katottur ve pozitif yüklüdür.
Akü boşaldıkça, katot ve anottaki maddeler ve bunların elektrolitleri olan sülfürik asit tüketilir. Pili şarj etmek için bir akım kaynağına bağlanır (artıdan artıya, eksiden eksiye). Akımın yönü artık pil boşaldığındakinin tersidir. Elektrotlar üzerindeki elektrokimyasal işlemler "ters çevrilmiştir". Şimdi kurşun elektrot katot olur, üzerinde indirgeme işlemi gerçekleşir ve kurşun dioksit anot olur, oksidasyon prosedürü gerçekleşir. Pil, çalışması için gerekli maddeleri yeniden oluşturur.
Neden karışıklık var?
Sorun, belirli bir şarj işaretinin anot veya katoda sıkıca bağlanamamasından kaynaklanmaktadır. Genellikle katot pozitif yüklü bir elektrottur ve anot negatiftir. Çoğu zaman, ama her zaman değil. Her şey elektrotta meydana gelen işleme bağlıdır.
DİKKAT! Elektrolitin içine yerleştirilen kısım hem anot hem de katot olabilir. Her şey işlemin amacına bağlıdır: üzerine başka bir metal tabakası koymanız veya çıkarmanız gerekir.
Anot ve katot nasıl belirlenir
Elektrokimyada anot, oksidasyon işlemlerinin gerçekleştiği elektrot, katot ise indirgemenin gerçekleştiği elektrottur.
Bir diyotta, musluklara anot ve katot denir. Anot musluğu "artı"ya, "katot" musluğu - "eksi" ye bağlıysa, akım diyottan akacaktır.
Kesilmemiş kontaklara sahip yeni bir LED için anot ve katot görsel olarak uzunluğa göre belirlenir. Katot daha kısadır.
Kontaklar kesilirse, onlara bağlı bir pil yardımcı olacaktır. Kutuplar eşleştiğinde ışık görünecektir.
Anot ve katot işareti
Elektrokimyada, elektrotların yüklerinin işaretleri hakkında değil, üzerlerinde devam eden işlemler hakkında konuşmak daha doğrudur. İndirgeme reaksiyonu katotta gerçekleşir ve oksidasyon reaksiyonu anotta gerçekleşir.
Elektrik mühendisliğinde, akımın akışı için katot, akım kaynağının negatif kutbuna, anot ise pozitif kutbuna bağlanır.
Benzer makaleler:
