Sot do të shpjegojmë se çka janë elektrodat, çka shërbejnë ato dhe cilat janë llojet e tyre. Elektrodat janë përcjellës të mirë të energjisë elektrike. Elektrodat përdoren për të krijuar kontakt ndërmjet pjesëve jometalike si elektrolitet, gjysmëpërçuesit, ajri, etj. të qarkut. Fjala Elektrodë përbëhet nga dy fjalë greke elektron që do të thotë qelibar dhe kapuç që do të thotë larg. Fjala Elektrodë u krijua nga William Whewell.
Çka janë elektrodat?
Një Elektrodë mund të përkufizohet si pika ku rryma hyn ose del nga elektroliti ose qarku. Kur rryma del nga Elektroda njihet si katodë ndërsa kur rryma hyn në Elektrodë njihet si anodë.
Elektrodat janë përbërësi kryesor i qelizave elektrokimike. Një elektrodë duhet të jetë një përcjellës i mirë i energjisë elektrike (Lexo edhe: Si të prodhojmë energji elektrike). Megjithëse ekzistojnë edhe elektroda inerte të cilat nuk marrin pjesë në reagim. Një elektrodë mund të jetë prej ari, platini, karboni, grafiti, metali, etj. Elektroda siguron një sipërfaqe për reaksionet e reduktimit të oksidimit në qeliza.
Një elektrodë është një substancë që përdoret për përcjelljen e energjisë elektrike. Rryma elektrike vjen ose largohet nga mediumi jometalik si një qelizë elektrolitike. Me një gjuhë të thjeshtë, një elektrodë është një përcjellës që ndihmon në vendosjen e kontaktit elektrik me një pjesë jo metalike të qarkut.
Elektrodat përbëhen nga dy gjëra kryesore që janë katoda dhe anoda të cilat në thelb përshkruajnë drejtimin e rrjedhës së rrymës. Termat anodë dhe katodë nuk jepen nga polariteti i tensionit të elektrodave, por nga drejtimi i rrymës nëpër elektrodë.
Llojet e elektrodave
Elektrodat janë kryesisht dy llojesh – Elektroda Reaktive dhe Elektroda Inerte
Elektrodat reaktive janë ato elektroda që marrin pjesë në reaksionin që zhvillohet në qelizë dhe mund të treten në elektrolit. Shembuj të elektrodave reaktive – elektroda e bakrit, elektroda e argjendit, elektroda e zinkut, elektroda e bakrit etj. Këto përdoren kryesisht në punimet potenciometrike.
Elektroda inerte janë ato elektroda që nuk marrin pjesë në reaksion. Shembuj të elektrodave inerte – elektrodë karboni, elektrodë platini etj.
Përdorimi i elektrodave
- Elektrodat përdoren për të krijuar kontakt midis përbërësve jometalë të një qarku në një qelizë.
- Elektrodat përdoren për të matur përçueshmërinë.
- Ato përdoren në qelizat e karburantit në automjete.
- Ato përdoren për qëllime mjekësore si EEG, EKG, ECT dhe defibrilator.
- Ato përdoren për teknikat e elektrofiziologjisë në kërkimet biomjekësore.
- Ato përdoren në ekzekutimin e karrigeve elektrike.
- Ato përdoren për pllakosje.
- Ato përdoren për saldim me hark.
- Ato përdoren për tokëzim.
- Ato përdoren në elektrokimi.
- Ato përdoren për analizat kimike të substancave.
- Ato përdoren në montimin e elektrodave të membranës.
- Ato përdoren në armët me elektroshok.
Anoda dhe Katoda në qelizat Elektrokimike
Le të diskutojmë se çfarë do të thotë saktësisht katoda dhe anoda. Të dy këta terma mund të përcaktohen nga rrjedha e rrymës. Një katodë është një elektrodë nga e cila rryma del nga një pajisje elektrike e polarizuar. Në të njëjtën mënyrë, një anodë mund të përshkruhet si një elektrodë nga e cila rryma hyn në pajisjen elektrike të polarizuar.
Termat Katodë dhe Anodë u finalizuan në 1834 nga William Whewell. Ai i përshtati fjalët nga fjala greke (e emërtuar, kathodos), ‘poshtë’ ose ‘zbritje’. Uilliam ishte konsultuar me Michael Faraday për të shpikur termat.
Në një qelizë elektrokimike, një elektrodë quhet ose katodë ose anodë. Anoda mund të përkufizohet si Elektroda në të cilën elektronet largohen nga qeliza dhe ndodh oksidimi ndërsa katoda mund të përcaktohet si Elektroda në të cilën elektronet hyjnë në qelizë dhe ndodh reduktimi. Secila nga dy elektrodat mund të bëhet ose anodë ose katodë në varësi të drejtimit të rrymës nëpër qelizë. Elektroda që mund të funksionojë si anodë në një qelizë ndërsa katodë në një tjetër quhet elektrodë bipolare.
Qelizat primare janë ato qeliza elektrokimike në të cilat ndodhin reaksione të pakthyeshme; kjo është arsyeja pse këto identitete të katodës dhe anodës janë fikse. Në këto qeliza anoda do të jetë gjithmonë negative ose në këtë pikë do të ndodhë oksidimi. Ndërsa katoda do të jetë gjithmonë pozitive ose me këtë shpejtësi do të ndodhë reduktimi. Shembull i një qelize primare është një qelizë galvanike.
Qelizat dytësore ose qelizat elektrolitike janë të rikarikueshme; kjo do të thotë se në këto qeliza ndodhin reaksione kimike të kthyeshme. Në këto qeliza anoda është gjithmonë pozitive ndërsa katoda është gjithmonë negative.
Çfarë është Anoda
Një anodë në elektrokimi përkufizohet si pika ku ndodh reaksioni i oksidimit. Në përgjithësi, në një anodë, anionet ose jonet negative, për shkak të potencialit të tyre elektrik, priren të reagojnë dhe të lëshojnë elektrone. Më pas, këto elektrone lëvizin lart dhe në qarkun drejtues.
Nëse marrim parasysh një qelizë galvanike, anoda shfaq një natyrë negative, dhe kryesisht elektronet lëvizin drejt pjesës së jashtme të qarkut. Ndërsa, në një qelizë elektrolitike jepet si pozitive. Për më tepër, një anodë mund të jetë një tel ose një pllakë që ka një ngarkesë pozitive të tepërt.
Një anodë është një elektrodë me të cilën rryma konvencionale hyn në një pajisje elektrike të polarizuar. Në kontrast me një katodë, një elektrodë me të cilën rryma konvencionale largohet nga një pajisje elektrike. Një kujtesë e zakonshme është rryma e anodës në pajisje. Drejtimi i rrymës në një qark është i kundërt me drejtimin e rrjedhës së elektroneve. Prandaj, elektronet e ngarkuara negativisht rrjedhin nga anoda e një qelize galvanike, në një qark të jashtëm të lidhur me qelizën. Si në një qelizë galvanike ashtu edhe në një qelizë elektrolitike, anoda është elektroda ku ndodh reaksioni i oksidimit.
Shembull i anodës
- Anoda vepron si një terminal i ngarkuar negativisht në qelizën galvanike ose në baterinë e shkarkimit ndërsa rryma derdhet në qelizë përmes katodës. Rryma që rrjedh nga brenda bartet nga elektronet që rrjedhin nga jashtë. Ngarkesa negative që rrjedh në një drejtim është e barabartë me ngarkesën pozitive që rrjedh në drejtim të kundërt.
- Në një bateri rikarikuese, anoda vepron si një terminal pozitiv që merr rrymën nga gjeneratori i jashtëm. Rrjedha e rrymës brenda baterisë është në drejtim të kundërt me drejtimin e rrymës gjatë shkarkimit në baterinë rikarikuese. Kështu, katoda gjatë kohës së shkarkimit të baterisë bëhet anodë ndërsa bateria ngarkohet nga gjeneratori i jashtëm.
- Anoda gjithashtu vepron si një terminal pozitiv ku rryma derdhet në pajisje në një diodë. Në bazë të rrjedhjes së rrymës në drejtimin përpara, përcaktohet emërtimi i elektrodave të diodës.
- Anoda është terminali ndërsa rryma hyn në tub në tuba vakum ose tuba të mbushur me gaz.
Çfarë është Katoda?
Kur flasim për katodën në kimi, thuhet se është elektroda ku bëhet reduktimi. Në një qelizë elektrokimike, kjo është e zakonshme. Këtu, katoda është negative për shkak të energjisë elektrike që i jepet qelizës, e cila rezulton në dekompozimin e përbërjeve kimike. Sidoqoftë, mund të jetë gjithashtu pozitiv i ngjashëm me rastin e një qelize galvanike ku reaksioni kimik tenton të gjenerojë energji elektrike. Rrjedha e rrymës në ndërfaqen e katodës është në fakt rrjedha e elektroneve nga sipërfaqja e katodës në tretësirë.
Gjithashtu, një katodë thuhet të jetë ose një katodë e ftohtë ose një katodë e nxehtë. Një katodë që nxehet në prani të një filamenti për të emetuar elektrone duke përdorur emetimin termionik quhet katodë e nxehtë, ndërsa katoda e ftohtë nuk nxehet me asnjë filament. Në përgjithësi, një katodë cilësohet si “e ftohtë” nëse lëshon më shumë elektrone sesa ato të gjeneruara vetëm nga emetimi termionik.
Shembull i katodës
- Qeliza elektrolitike: Në një qelizë elektrolitike polariteti negativ shfaqet në katodë. Metali i pastër ose gazi hidrogjen nga jonet metalike janë rezultat i reduktimit në katodë. Ndërsa merret parasysh fuqia reduktuese relative e dy reaksioneve redoks, ai që bën speciet më reduktuese është më katodik në krahasim me tjetrin që vetë zvogëlohet lehtësisht.
- Qeliza galvanike: Katoda vepron si një elektrodë pozitive në qelizën galvanike. Është plotësisht i lidhur për të lejuar që qarku të përfundojë. Anoda e qelizës galvanike lëshon elektrone që arrijnë në qelizë përmes katodës së telit të qarkut.
- Elektroliza e katodës së metalit (elektroliza): Pasi jonet metalike reduktohen, ato formojnë sipërfaqen e pastër metalike në katodë. Materiali që nevojitet për t’u veshur me metal të pastër ngjitet në katodë dhe bëhet pjesë e katodës në tretësirë.
Dallimi midis anodës dhe katodës
| Katoda | Anoda |
| Një katodë është një elektrodë nga ku rrjedh ose lëshohet energjia elektrike. | Një anodë është një elektrodë ku lëviz mbrenda energjia elektrike. |
| Një katodë është një elektrodë me anë negative. | Një anodë është një elektrodë me anë pozitive. |
| Katoda vepron si pranues i elektroneve. | Katoda vepron si dhurues i elektroneve. |
| Reduktimi ndodh në katodë në një qelizë elektrolitike. | Oksidimi ndodh në anodë në një qelizë elektrolitike. |
| Një katodë mund të bëhet një anodë në qelizat galvanike. | Një anodë mund të bëhet një katodë në qelizat galvanike. |
Ngarkesa në anodë dhe katodë
Në anodë, ka një përgjigje oksidimi. Llojet e oksiduara do të humbnin elektronet, duke e lënë këtë elektrodë me një akumulim elektroni. Kështu, anoda është e ngarkuar negativisht. Por, ndryshe nga katoda, ka një përgjigje reduktimi ku speciet e atyre të reduktuara do të merrnin elektrone. Prandaj, elektrodës, që do të thotë, katodës, i mungojnë elektronet dhe kështu ngarkohet pozitivisht.
Arsyeja pse katoda është negative dhe anoda pozitive
Kjo është për shkak të mënyrës se si këto u përcaktuan fillimisht, e cila daton në një kohë përpara zbulimit të elektroneve. Katoda rrjedh nga fjala greke “kathodos”, që do të thotë “rrugë poshtë”, si terminali nga i cili rryma konvencionale (“rrjedh” nga elektroda pozitive në një elektrodë negative, përballë drejtimit të lëvizjes së elektroneve) largohet nga një pajisje (me anoda është terminali, ku hyn rryma konvencionale).
Katoda nuk është gjithmonë pozitive ose negative. Por, në baterinë e shkarkimit, katoda vepron si një terminal pozitiv, ndërsa në një tub vakum ose diodë, katoda vepron si një terminal negativ, pasi rryma konvencionale hyn në to përmes anodës ose terminalit pozitiv.
Ngarkesat e një katode dhe të anodës së një qelize voltaike
Reaksionet redoks në të dy gjysmëqelizat në një qelizë voltaike janë spontane. Në katodë, ndodh një reduktim, duke krijuar një ngarkesë pozitive dhe duke përdorur elektronet. Ndërsa, në anodë ndodh reaksioni i oksidimit dhe elektronet e tepërta krijojnë një ngarkesë negative.
