Катод заряжен: Электролиз катода — Справочник химика 21

Содержание

Электролиз катода — Справочник химика 21





    Как и в случае химического источника э.лектрической энергии, электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом э.лектрод, на котором происходит окисление, называется анодом. Но при электролизе катод заряжен отрицательно, а анод — положительно, т. е. распределение знаков заряда электродов противоположно тому, которое имеется при работе гальванического элемента. Причина этого заключается в том, что процессы, протекающие при электролизе, в принципе обратны процессам, идущим при работе гальванического элемента. При электролизе химическая реакция осуществляется за счет энергии электрического тока, подводимой извне, в то время как при работе гальванического элемента энергия самопроизвольно протекающей в нем химической реакции превращается в электрическую энергию. [c.282]







    Электролиз с растворимым анодом используется в гальванотехнике для покрытий одних металлов тонкими слоями других. При этом покрываемые металлом изделия являются при электролизе катодом, а в качестве анода используется металл покрытия. Технологически это очень удобно, так как концентрации ионов (солей) в электролизном растворе не изменяются. [c.370]

    Кстати, решение задачи 2.3 о затонувшем корабле абсолютно идентично электролиз (катодом служит корпус корабля) и получение пузырьков, отрывающих ил от корпуса Ч [c.117]

    По окончании электролиза катод снова тщательно промывают водой и ацетоном, высушивают и взвешивают. Прирост массы равен g — g2 — gi, где и g2 — массы электрода до и после электролиза. При включении кулометра в цепь нужно следить за тем, чтобы взвешенный электрод был катодом. [c.203]

    После электролиза катоды с никелевым покрытием промывают водой, сушат и удаляют лак, взвешивают и осматривают под микроскопом. Результаты измерений заносят в таблицу (по форме табл. 5.2). [c.42]

    При вычислении электродвижущей силы из потенциала катода вычитают потенциал анода. Катод — электрод, на котором происходит восстановление, на аноде идет окисление. В гальваническом элементе катодом является положительный электрод, анодом — отрицательный (при электролизе катод и анод имеют полярность, обратную указанной). Положительное значение Д (й(7 данная реакция протекает в прямом направлении. [c.206]

    В цепь электролиза включают последовательно. два электролизера с электролитами № 4 и № 5 (см. табл. 8.2). При 200 A/м на предварительно взвешенных катодах из полированной нержавеющей стали осаждают сплав в течение 1 ч. После окончания электролиза катоды промывают холодной и горячей водой, сушат и взвешивают на аналитических весах. В обоих случаях определяют содержание свинца в сплаве комплексоно-метрическим методом и выход по току сплава. [c.56]

    Электролит содержит 20—30 г/л иоиов марга]ща (в виде сульфата) и 135—140 г/л сульфата аммония, который увеличивает электропроводность. Катод делается из листовой нержавеющей стали. Катодная плотность тока около 5 Л/дм , анодная — 10 А/дм , т. е. анод по площади делают в два раза меньше, что несколько снижает количество оксида марганца (IV) иа катоде. Температура 25—30 «С. Выход по току около 50%. Электролиз проводят, как описано (гл. III, I). После окончания электролиза катод промывают водой, высушивают и марганец снимают механически. Для уменьшения адгезии марганца катод полируют и ополаскивают разбавленным раствором силиката патрия. [c.248]

    Электроды для электролиза катод и анод — платиновые цилиндрические сетки. [c.181]

    Как и в случае гальванического элемента, электрод, на котором при электролизе происходит восстановление, называется катодом, а электрод, на котором происходит окисление — анодом. Но, как мы видим, при электролизе катод заряжен отрицательно, а анод — положительно, т. е. распределение знаков противоположно тому, которое имеет место при работе гальванического элемента. Причина этого заключается в том, что процессы, протекающие при электролизе, в принципе обратны процессам, идущим при работе гальванического элемента.[c.123]

    Химические реакции на электродах осуществляются за счет электрической энергии. При электролизе катод — восстановитель, так как он отдает электроны катионам, а анод — окислитель, так как он принимает электроны у атомов. Восстановительное и окислительное действие электрического тока сильнее действия химических восстановителей и окислителей. [c.350]

    Н. Т. Кудрявцев и А. А. Никифорова предложили для определения рассеивающей способности ячейку, в которой катодом служит металлическая пластина, согнутая в двух местах под углом в 60 (рис. 56). Катод помещается между двумя анодами на одинаковом расстоянии. После проведения электролиза катод разрезается по [c.147]

    При электролизе катод является восстановителем, так как он отдает электроны катионам, а а н о д — о к и с л и т е- [c.165]

    По окончании электролиза катоды отмывают от электролита, остатки воды с их поверхности удаляют фильтровальной бумагой, просушивают их и взвешивают. Выходы по току определяют по привесу катодов электролизера и кулонометра. Количество вещества, которое должно было выделиться на катоде, рассчитывают по формуле, экв. масса выделяемого металла [c.104]

    Электролизом называются окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор электролита или его расплав. При этом на катоде происходит процесс восстановления — присоединение окислителем электронов из электрической цепи, а на- аноде — окислительный процесс — переход электронов от восстановителя в электрическую цепь. Таким образом, в процессах электролиза катод выполняет функцию восстановителя, а анод—окислителя. [c.188]

    Для предотвращения выделения иона металла на аноде (цементации) катодное и анодное пространство разделяют пористой диафрагмой. В качестве анодов применяют относительно неблагородные металлы, погруженные в электролит с одноименным катионом. После окончания электролиза катод взвешивают и по увеличению его массы находят содержание металла. На рис. 16.3 изображена схема установки для определения меди. [c.549]

    При электролитическом методе определения меди требуется получение прозрачного раствора, свободного от мышьяка, сурьмы, олова, молибдена, золота, платиновых металлов, серебра, ртути, висмута, селена (IV) и теллура (IV), загрязняющих осадок выделяющейся меди. Кроме того, должны отсутствовать роданистоводородная кислота, присутствие кото-рЬй делает осадок меди губчатым, и соляная кислота, действующая аналогично и, кроме того, вызывающая растворение платины на аноде и переход ее на катод. Затем должны отсутствовать окислители, как, нанример, окислы азота, большие количества нитрата железа (III) или азотной кислоты, которые вначале препятствуют осаждению меди, а потом служат причиной получения высоких результатов, если в конце концов удалось добиться полноты осаждения меди Электролиз может быть проведен в азотнокислом или сернокислом растворе, и обычно его проводят в смеси обеих кислот. Если применяется одна азотная кислота, имеется опасность замедленного или неполного осаждения. Этого можно избежать, прибавляя 1 каплю 0,1 н. раствора соляной кислоты перед началом электролиза Катод и анод желательно иметь в виде открытых сетчатых платиновых цилиндров с матированной новерхностью, полученной при помощи пескоструйного аппарата (стр. 55). [c.286]

    UF4 электролиз (катод) + 2F2 (анод) [в расплаве КFj. [c.345]

    Электролизом называется окислительно-восстанови-тельный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. Химические реакции протекают на электродах за счет электрической энергии. При электролизе катод является восстановителем, так как он отдает электроны, а анод — окислителем, так как он принимает электроны от анионов. [c.178]

    В электрогравиметрическом методе выполняют последовательно следующие операции определяют массу платинового катода, электроды погружают в анализируемый раствор так, чтобы над раствором находилась примерно пятая часть высоты электрода, замыкают электрическую цепь и проводят электролиз при заданном напряжении и силе тока, время от времени проверяя полноту выделения определяемого металла. После завершения электролиза катод с осадком металла извлекают из электролита, промывают водой и отключают источник тока. Катод промывают, погружая в стакан со спиртом, высушивают и определяют массу. Платиновый катод очищают растворением металла в азотной кислоте. [c.135]

    Ртутный катод изготовляют, электролитически покрывая ртутью платиновую вилку (рис. 22), служащую в этом электролизе катодом (для чего необходимо оба шнура присоединить к одной клемме). В качестве электролита используют раствор нитрата ртути (0,1 г в 0,05 мл азотной кислоты и 5,0 мл воды). Анодом служит третья платиновая проволочка, присоединяемая таким же образом к другой клемме эбонитового держателя. [c.68]

    В работе применяли трижды перегнанную воду. Летучие растворы (НВг, Вгг) многократно перегоняли в кварцевой аппаратуре и после этого проверяли на чистоту. Этилендиамин очищали пропусканием через колонку с активированным углем а затем электролизом. Катодом служил слой ртути на дне (20 см» ), анодом — платиновая пластинка (2 см ). Сила тока 2 ма продолжительность электролиза 8—12 ч. [c.113]

    Потенциал пары 2Н+/Н2 при [Н+] = 1 равен нулю. Но поскольку в процессе электролиза катод окажется покрытым слоем меди, нужно учесть перенапряжение водорода на меди. Это перенапряжение равно —0,58 в (при плотности тока 0,01 aj M ). Таким образом, выделению водорода соответствует потенциал катода, равный —0,58 в, а выделению меди потенциал -f0,31 в. Следовательно, кислая среда не будет мешать выделению меди на катоде. Водород может начать выделяться только тогда, когда концентрация Си +-ионов понизится до величины, соответствующей потенциалу —0,58 в. Величину этой концентрации легко найти из уравнения  [c.434]

    Открытие английским исследователем Майклом Фарадеем (1791-1867 гг.) количествейной зависимости между количеством протекшего при электролизе электричества и количеством выделившегося при этом вещества Введение понятий электролиз, катод, анод, катион, анион.. t См. также Закон Фарадея (стр. 96). [c.281]

    Опыт 1, Электрохимическое получение кобальта (ТЯГА ). В электролизер с угольными электродами налейте электролит, содержащий 120 г Со504-7Н20 и 55 г (МН4)а504 на 1 л Н2О. Электролиз ведите при катодной плотности тока 2 А/дм в течение 30 мин. По окончании электролиза катод выньте из раствора, промойте дистиллИ рованной водой и высушите между листами фильтровальной бумаги. [c.153]

    После окончания электролиза катод вынимают из ванны, промывают водой, высушивают и взвешивают. Полученный привес соответствует количеству электроосажденного никеля. [c.36]

    Цилиндрический катод изготавливают из свинцовой полоски (ЗХ25Х Х80 мм), располагая его вокруг диафрагмы. В отверстие в свинцовой полоске вставляют Свинцовую палочку, служащую токовводом, и закрепляют ее несколькими ударами молотка. В качестве анода также используют свинцовую палочку, которую можно изготовить, залив свинец в стеклянную трубку и разбив ее после охлаждения. Перед проведением электролиза катод обрабатывают по способу Тафеля, подключая его в качестве анода в 2 н. h3SO4, пока он не покроется равномерным коричневым слоем PbOj. В качестве диафрагмы можно воспользоваться стеклянной трубкой (длина 16 см, внутренний диаметр 2 см), на нижнем конце которой впаяна стеклянная пористая пластинка (G4). [c.1531]

    При применении метода внутреннего электролиза висмут выделяется аа счет электрического тока, возникающего между двумя соединенными накоротко электродами катодом из платины и анодом из более электроотрицательного, чем нисмут, металла. В некоторых конструкциях приборов для внутреннего электролиза катод погружался в анализируемый раствор, содержащим соли, а анод — в раствор соли тот о же металла, из которого он сделан. Католит отделялся от анолита полупроницаемой перегородкой (диафрагмой), которая иренят-ствует выделению висмута на аноде. Приборы для проводеиия внутреннего электролиза с диафрагмой описаны во многих работах 422, 457, 493, 1147, 1383. В. И. Колосов и Ю. Ю. Лурье 113] установили, что при небольшой разности потенциалов между висмутом и металлом анода и при небольших количествах выделяемого висмута электролиз успешно протекает в более простом но конструкции приборе без диафрагмы практически весь висмут выделяется иа платиновом электроде. На электроде из более электроотрицательного металла висмут не отлагается. [c.315]

    Рассмотрим в качестве примера кулонометрический анализ смеси меди, кадмия и цинка [13]. Условия электролиза катод — ртутный, анод — платиновый, кислая среда, перемешивание электролита, значение потенциала катода поддерживают постоянно отрицательнее величины потенциала полуволны определяемого иойа на 0,3—0,4 в. Количество электричества подсчи- [c.159]

    При электролизе катод непрерывно отдает электроны положительно варяженным ионам (катионам), т. е. является восстановителем. Одновременно анод непрерывно отнимает электроны у отрицательно заряженных ионов (анионов), т. е. является окислителем. Действие электрического тока при этом сильнее, чем действие химических окислителей и восстановителей. Таким образом  [c.156]


Электролиз, подготовка к ЕГЭ по химии


Электролиз (греч. elektron — янтарь + lysis — разложение) — химическая реакция, происходящая при прохождении постоянного тока через
электролит. Это разложение веществ на их составные части под действием электрического тока.


Процесс электролиза заключается в перемещении катионов (положительно заряженных ионов) к катоду (заряжен отрицательно), и отрицательно
заряженных ионов (анионов) к аноду (заряжен положительно).


Итак, анионы и катионы устремляются соответственно к аноду и катоду. Здесь и происходит химическая реакция. Чтобы успешно решать задания
по этой теме и писать реакции, необходимо разделять процессы на катоде и аноде. Именно так и будет построена эта статья.

Катод


К катоду притягиваются катионы — положительно заряженные ионы: Na+, K+, Cu2+, Fe3+,
Ag+ и т.д.


Чтобы установить, какая реакция идет на катоде, прежде всего, нужно определиться с активностью металла: его положением в электрохимическом
ряду напряжений металлов.


Если на катоде появился активный металл (Li, Na, K) то вместо него восстанавливаются молекулы воды, из которых выделяется водород. Если металл средней
активности (Cr, Fe, Cd) — на катоде выделяется и водород, и сам металл. Малоактивные металлы выделяются на катоде в чистом виде (Cu, Ag).


Замечу, что границей между металлами активными и средней активности в ряду напряжений считается алюминий. При электролизе на катоде металлы
до алюминия (включительно!) не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды — выделяется водород.


В случае, если на катод поступают ионы водорода — H+ (например при электролизе кислот HCl, H2SO4) восстанавливается
водород из молекул кислоты: 2H+ — 2e = H2

Анод


К аноду притягиваются анионы — отрицательно заряженные ионы: SO42-, PO43-, Cl, Br,
I, F, S2-, CH3COO.


При электролизе кислородсодержащих анионов: SO42-, PO43- — на аноде окисляются не анионы, а молекулы
воды, из которых выделяется кислород.


Бескислородные анионы окисляются и выделяют соответствующие галогены. Сульфид-ион при оксилении окислении серу. Исключением является фтор — если он
попадает анод, то разряжается молекула воды и выделяется кислород. Фтор — самый электроотрицательный элемент, поэтому и является исключением.


Анионы органических кислот окисляются особым образом: радикал, примыкающий к карбоксильной группе, удваивается, а сама карбоксильная группа (COO)
превращается в углекислый газ — CO2.

Примеры решения


В процессе тренировки вам могут попадаться металлы, которые пропущены в ряду активности. На этапе обучения вы можете пользоваться расширенным рядом
активности металлов.


Теперь вы точно будете знать, что выделяется на катоде ;-)


Итак, потренируемся. Выясним, что образуется на катоде и аноде при электролизе растворов AgCl, Cu(NO3)2, AlBr3,
NaF, FeI2, CH3COOLi.


Иногда в заданиях требуется записать реакцию электролиза. Сообщаю: если вы понимаете, что образуется на катоде, а что на аноде,
то написать реакцию не составляет никакого труда. Возьмем, например, электролиз NaCl и запишем реакцию:


NaCl + H2O → H2 + Cl2 + NaOH (обычно в продуктах оставляют именно запись «NaOH», не подвергая его дальнейшему электролизу)


Натрий — активный металл, поэтому на катоде выделяется водород. Анион не содержит кислорода, выделяется галоген — хлор. Мы пишем уравнение, так
что не можем заставить натрий испариться бесследно 🙂 Натрий вступает в реакцию с водой, образуется NaOH.


Запишем реакцию электролиза для CuSO4:


CuSO4 + H2O → Cu + O2 + H2SO4


Медь относится к малоактивным металлам, поэтому сама в чистом виде выделяется на катоде. Анион кислородсодержащий, поэтому в реакции выделяется
кислород. Сульфат-ион никуда не исчезает, он соединяется с водородом воды и превращается в серую кислоту.

Электролиз расплавов


Все, что мы обсуждали до этого момента, касалось электролиза растворов, где растворителем является вода.


Перед промышленной химией стоит важная задача — получить металлы (вещества) в чистом виде. Малоактивные металлы (Ag, Cu) можно легко получать
методом электролиза растворов.


Но как быть с активными металлами: Na, K, Li? Ведь при электролизе их растворов они не выделяются на катоде в чистом виде, вместо них восстанавливаются
молекулы воды и выделяется водород. Тут нам как раз пригодятся расплавы, которые не содержат воды.


В безводных расплавах реакции записываются еще проще: вещества распадаются на составные части:


AlCl3 → Al + Cl2


LiBr → Li + Br2


© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021


Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Российские химики разработали полимерные катоды для аккумуляторов

ИТ в госсекторе


, Текст: Владимир Бахур

Российские исследователи из «Сколтеха», РХТУ и ИПХФ синтезировали новые катодные материалы на основе полимеров и испытали их в литиевых двухионных батареях. Они показали, что такие катоды могут выдерживать до 25000 циклов работы, а также заряжаться за несколько секунд, что превосходит возможности современных литий-ионных аккумуляторов. Также с применением новых катодов могут быть созданы калиевые двухионные аккумуляторы, не использующие дорогостоящий литий. Результаты работы опубликованы в журнале Energy Technology.

Человечество производит и потребляет всё больше электричества, и вместе с этим растёт спрос на энергонакопители, потому что многие устройства часто работают в автономном режиме. Литий-ионные аккумуляторы могут давать большую мощность, обеспечивая при этом сравнительно высокие скорости разряда и заряда, а также хранят достаточно много энергии в расчете на единицу своей массы. Поэтому их применяют в качестве накопителей энергии не только в электронике и электротранспорте, но уже и в масштабах глобальных энергосетей. Например, в Австралии построят сеть огромных энергонакопителей на основе литий-ионных аккумуляторов, чтобы запасать излишки энергии, произведенной солнечными и ветровыми электростанциями.

Но если литий-ионных аккумуляторов будет становиться больше, то рано или поздно закончится сырье для их производства. Например, катоды этих батарей часто содержат кобальт, 60% добычи которого приходится только на одну страну — ДР Конго, и поэтому если производители захотят делать еще больше аккумуляторов цена на кобальт может вырасти во много раз. Похожая ситуация и с литием — на его добычу уходит так много воды, что это может стать серьезной экологической проблемой. Поэтому исследователи ищут новые энергонакопители, которые с одной стороны работают по принципу литий-ионных аккумуляторов и сохраняют их преимущества, а с другой используют более доступное сырье. В работе ученых из Сколковского института науки и технологий, РХТУ им. Д.И. Менделеева и ИПХФ РАН была использована перспективная постлитиевая технология двухионных аккумуляторов,в электрохимических процессах которых задействованы как анионы, так и катионы электролита, что в разы повышает скорости заряда батарей по сравнению с литий-ионными. При этом в качестве катодов тестировались материалы на основе полимерных ароматических аминов, которые можно синтезировать из различных органических соединений.

«У нашей группы уже были работы по полимерным катодам для сверхбыстрых аккумуляторов с хорошей ёмкостью, которые можно заряжать и разряжать за несколько секунд, но хотелось большего, — сказал первый автор работы, аспирант Сколтеха, Филипп Обрезков. — Среди прочих, раньше мы использовали линейные полимеры, у которых каждое мономерное звено образует связи только с двумя соседями, а в этой работе мы продолжили изучение новых разветвленных полимеров, у которых каждое звено может образовывать связи как минимум с тремя другими звеньями. Они формируют объемные сетчатые структуры, которые обеспечивают более быструю кинетику электродных процессов. С электродами из таких материалов аккумуляторы могут еще быстрее заряжаться и разряжаться».

Стандартный литий-ионный аккумулятор — это ячейка объем которой заполнен литий-содержащим электролитом и разделен сепаратором на две части — в одной находится анод, а в другой катод. В заряженном состоянии большинство атомов лития встроены в кристаллическую структуру анода, а при разряде они выходят из анода и через сепаратор проникают в катодный материал. В двухионных аккумуляторах, с которыми работали российские ученые, в электрохимических процессах участвуют не только катионы электролита (то есть катионы лития), но и анионы, которые то встраиваются, то выходят из структуры катодного материала. За счёт этого двухионные аккумуляторы часто могут заряжаться быстрее, чем обычные литий-ионные.

Кроме того, в работе была еще одна новация. В некоторых экспериментах ученые использовали не литий-содержащие электролиты, а калий-содержащие и так получали калиевые двухионные аккумуляторы, для работы которых не нужно дорогого лития.

Исследователи синтезировали два новых разветвленных полимера — один был сополимером дигидрофеназина и дифениламина (PDPAPZ), а другой — дигидрофеназина и фенотиазина (PPTZPZ). На их основе сделали катоды, а в качестве анодов использовали металлический литий и калий — все основные характеристики таких прототипов батарей, которые называются полуячейками, определяются катодной частью и ученые собирают их, чтобы быстро оценить возможности новых катодных материалов.

Полуячейки с PPTZPZ показали скромные рабочие характеристики. PDPAPZ напротив оказался достаточно удачным материалом: литиевые полуячейки с этим полимером могли сравнительно быстро заряжаться и разряжаться, а также показали хорошую стабильность. Они сохраняли до трети своей ёмкости даже после 25 тысяч рабочих циклов — если бы обычный аккумулятор в телефоне обладал такой же стабильностью, то его можно было бы ежедневно заряжать и разряжать на протяжении 70 лет. Калиевые же полуячейки на основе PDPAPZ показали хорошую плотность энергии — 398 Вт-ч/кг. Для сравнения в общераспространённых литиевых ячейках эта величина составляет 200 – 250 Вт-ч/кг, но в этой цифре также учитывается масса анода и электролита. Таким образом, российские ученые показали, что разработанные полимерные катодные материалы можно использовать для создания эффективных литиевых и калиевых двухионных аккумуляторов.

Электрохимическая коррозия металлов (гальванокоррозия) — Химия (теория) — Тематический каталог статей

Как решать задачи по теме «Электрохимическая коррозия металлов»?
Для начала давайте разберемся, что такое электрохимическая коррозия.

Электрохимическая коррозия (гальванокоррозия) — процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, сопровождающийся протеканием окислительно-восстановительных реакций (ОВР). Это самый распространенный вид коррозии.
ОВР — реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления. Здесь существуют 2 процесса:
1.    Окисление — процесс увеличения степени окисления.
2.    Восстановление — процесс уменьшения степени окисления.

Таким образом, окислитель присоединяет электроны, а восстановитель отдает электроны.
Например:

 

Условием протекания электрохимической коррозии является:
1.    наличие раствора электролита
2.    наличие двух сопряженных процессов — катодного и анодного.

Анодом (А) называется участок поверхности металла, с которого ионы переходят в раствор электролита. Анод заряжен отрицательно (-) и на нем протекает окислительный процесс разрушения металла.
Катод (К) — участок поверхности металла, где разряжаются катионы электролита. Катод заряжен положительно (+) и на нем протекает восстановительный процесс.
Таким образом, поверхность металлического изделия представляет собой совокупность катодных и анодных микроучастков, которые в среде электролита образуют короткозамкнутые гальванические элементы.

Во время работы гальванические элементы могут частично поляризоваться. В результате перехода электронов с анода на катод потенциал катода становится более отрицательным, а потенциал анода более положительным. В этом случае происходит явление выравнивания потенциалов, что вызывает прекращение тока и коррозии.

В электрохимии  ключевым понятием является активность металла.
Активность металла характеризуется величиной стандартного потенциала металла.

Чем меньше величина стандартного потенциала металла, тем больше способность атомов металла, погруженного в раствор, отдавать электроны, т.е. тем больше его химическая активность.

В зависимости от величины стандартного потенциала металлы объединены в электрохимический ряд напряжений. Окислительная способность металлов увеличивается в этом ряду слева направо, а восстановительная способность металлов увеличивается справа налево. Чем левее находится металл в ряду напряжений (чем отрицательней значение его потенциала), тем выше его химическая активность.
Анодом является более химически активный металл в паре, а катодом — пассивный.

 

 

Таким образом, по ряду напряжений легко определить какой металл является анодом, а какой катодом.
Например, оцинкованное железо.  Это железо с цинковым покрытием.
Посмотрим, какое положение занимают эти металлы в ряду напряжений.
Цинк в ряду напряжений находится левее, значение его потенциала более отрицательно, чем у железа. Таким образом, цинк — более активный металл и в нашем случае он будет являться анодом, а железо, соответственно, катодом.

Если взять другой пример — луженое железо, то это железо, покрытое оловом.
Рассмотрим положение в ряду напряжений железа и олова. В этом случае анодом будет железо, т. к. располагается в ряду напряжений левее, а значит, химически активнее. На катоде будет олово.
Наряду с процессом поляризации протекает и процесс деполяризации. Это процесс повышения потенциала катода.

Наиболее распространенные деполяризаторы:
•    растворенный в воде кислород
•    молекулы воды
•    катионы водорода
О том, какой деполяризатор будет определять протекание катодного процесса, можно судить по соотношению их концентраций. Нужно знать реакцию среды (кислая, щелочная, нейтральная) и на основании этого выбирать нужное уравнение для катода.

 

 

 

 

 

Электролиз. Электролиз растворов. Электролиз расплавов


Электролиз — это окислительно-восстановительный процесс, который происходит на электродах во время прохождения электрического тока через расплав или раствор.


Электролиз — это ещё один способ получения чистых металлов и неметаллов. Кроме того, электролиз можно провести и в домашних условиях. Нужен источник тока, два электрода (какие электроды бывают и какой в каком случае брать — рассказано дальше) и, конечно, электролит. Электролит — это раствор, который проводит электрический ток.


Различают электролиз растворов и электролиз расплавов. Оба эти процесса существенно отличаются друг от друга. Отличие — в наличии растворителя. При электролизе растворов кроме ионов самого вещества в процессе участвуют ионы растворителя. При электролизе расплавов — только ионы самого вещества.


Для того, чтобы получить нужный продукт (газ, металл или неметалл), нужно правильно выбрать электрод и раствор электролита.
Электродами могут служить любые материалы, проводящие электрический ток. В основном применяют металлы и сплавы, из неметаллов электродами могут служить, например, графитовые стержни (или углерод). Реже в качестве электрода используют жидкости.

Электрод, заряженный положительно — анод. Электрод, заряженный отрицательно — катод. При электролизе происходит окисление анода (он растворяется) и восстановление катода. Именно поэтому анод следует брать таким, чтобы его растворение не повлияло на химический процесс, протекающий в растворе или расплаве. Такой анод называют инертным электродом. В качестве инертного анода можно взять графит (углерод) или платину.

В качестве катода можно взять металлическую пластину (она не будет растворяться). Подойдёт медь, латунь, углерод (или графит), цинк, железо, алюминий, нержавейка.


В домашних условиях, из тех веществ, что имеются практически у каждого, можно без труда получить, например, кислород, водород, хлор, медь, серу, а также слабую кислоту или щёлочь!
Но будьте осторожны с хлором — этот газ ядовит!

Первый опыт проведём с целью получения водорода и кислорода.


Сделайте электролит из раствора пищевой соды (можно взять кальцинированную соду), опустите туда электроды и включите источник питания. Как только ток пойдёт через раствор, сразу станут заметны пузырьки газа, которые образуются у электродов: у «+» будет выделяться кислород, у «-» водород.
Именно такое распределение газов происходит из-за того, что возле анода «+» происходит скопление отрицательных ионов OH, и восстановление кислорода, а возле катода «-» скапливаются ионы щелочного металла, которые содержатся в кальцинированной соде (Na2CO3), имеющие положительный заряд (Na+) и одновременно происходит восстановление водорода. Восстановлении ионов натрия до чистого металла Na не происходит, так как металл натрий стоит в ряду напряжений металлов левее водорода


Li <K <Rb <Cs <Ba <Ca <Na <Mg <Al <Mn <Cr <Zn <Fe <Cd <Co <Ni <Sn <Pb <h3 <Cu <Ag <Hg <Pt <Au

В следующем опыте по электролизу будем получать чистую медь (Cu).


Для этого нам потребуется раствор медного купороса CuSO4, который содержит растворённую медь. Медь стоит в ряду напряжений металлов после водорода, поэтому она и будет выделятся на электроде.
Приготовьте раствор медного купороса, опустите в него электроды и включите источник питания. Как и в предыдущем опыте с раствором кальцинированной соды, на адоде «+» будет восстанавливаться кислород. В то же время катод «-» будет покрываться тёмно-красным слоем меди, которая восстанавливается из раствора до чистого металла.


Мы провели 2 опыта по электролизу растворов и можем подвести результат:
При пропускании тока через раствор на положительном электроде — аноде — восстанавливаются отрицательно заряженные ионы (в нашем случае — кислород). Отрицательно заряженные ионы ещё называют анионами. На отрицательном электроде — катоде — восстанавливаются положительные ионы (в нашем случае это водород и медь). Положительные ионы называют катионами.
Катионами обычно выступают все металлы и водород. Но в некоторых химических соединениях катионами являются газы и неметаллы.
Это зависит от степени окисления элемента в химическом соединении.

Проведём ещё один опыт по электролизу. На этот раз мы будем пропускать ток через раствор поваренной соли (NaCl).


Но должен заранее предупредить, этот электролиз нужно проводить в хорошо проветриваемой комнате, так как выделяемый из раствора чистый газ — хлор (Cl2) очень токсичен. Если хотите собрать этот газ (иди какой-нибудь другой), то можно воспользоваться предложенной ниже схемой:



Электролиз раствора поваренной соли. Схема сбора газа


Итак, начнём. Приготовьте раствор поваренной соли (NaCl). К положительному полюсу источника питания подключите инертный электрод (например — графитовый стержень), к отрицательному — подойдёт любой материал, проводящий ток. Опустите в него электроды и включите источник питания. Через несколько секунд уже можно почувствовать неприятный запах хлорки (это хлор!). Не переусердствуйте с запахом! Хлор выделяется в виде мелких пузырьков у анода («+»). Чем дольше будет длиться процесс электролиза, тем больше концентрация хлора будет возле электролита. Если вы собираете хлор в пробирку или банку (хлор тяжелее воздуха, он будет находится на дне), не пробуйте «нюхать»его в банке — можно сильно отравится! (Статья о хлоре).
На аноде выделяется чистый газ хлор. При этом на катоде из раствора восстанавливается чистый водород (H2) и восстанавливаться натрий, который будет тут же вступать в реакцию с водой, образуя натриевую щёлочь.

Электролиз расплавов


При электролизе расплавов в процессе участвуют только ионы вещества, которое подвергается электролизу. Например, если подвергнуть электролизу расплав поваренной соли (NaCl), то на аноде будет выделяться тот же газ — хлор, а вот на катоде вместо водорода будет восстанавливаться чистый металл — натрий (Na). Именно таком способом в промышленности получают металлический натрий и другие щелочные и щелочноземельные металлы.
Таким же образом получают другие щелочные металлы (калий (K), литий (Li), кальций (Ca)), проводя ток через расплавы их солей.

Гальванический элемент | Химическая энциклопедия

Кроме электролиза, возможен еще один вариант протекания окислительно- восстановительной реакции. В этом случае электроны от восстановителя к окис­лителю переходят по металлическому проводнику через внешнюю электрическую цепь. В результате во внешней цепи возникает электрический ток, и такое устрой­ство называют гальваническим элементом. Гальванические элементы являются химическими источниками тока — устройствами для прямого преобразования химической энергии в электрическую, минуя другие ее формы.
Гальванические элементы на основе различных металлов и их соединений на­шли широкое практическое применение как химические источники тока.

Гальванический элемент

В гальваническом элементе химическая энергия преобразуется в электриче­скую. Простейший гальванический элемент представляет собой два сосуда с рас­творами CuSO4 и ZnSO4, в которые погружены соответственно медная и цинковая пластинки. Сосуды соединены между собой трубкой, которая называется солевым мостиком, заполненной раствором электролита (например, KCl). Такая система на­зывается медно-цинковым гальваническим элементом.

Схематически процессы, протекающие в медно-цинковом гальваническом эле­менте или же, другими словами, схема гальванического элемента, представлена на рисунке ниже.

Схема гальванического элемента

На аноде протекает процесс окисления цинка:

Zn — 2е = Zn2+.

В результате этого атомы цинка превращаются в ионы, которые переходят в раствор, а цинковый анод растворяется, и его масса уменьшается. Обратите вни­мание, что анод в гальваническом элементе является отрицательным электродом (за счет электронов, полученных от атомов цинка) в отличие от процесса элек­тролиза, где он подключается к положительном полюсу внешней батареи.

Электроны от атомов цинка по внешней электрической цепи (металлическому проводнику) движутся к катоду, где протекает процесс восстановления ионов меди из раствора ее соли:

Cu2+ + 2е = Cu.

В результате этого образуются атомы меди, которые осаждаются на поверх­ности катода, и его масса увеличивается. Катодом в гальваническом элементе яв­ляется положительно заряженный электрод.

Суммарное уравнение реакции, протекающей в медно-цинковом гальваниче­ском элементе, можно представить так:

Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu.

Фактически протекает реакция замещения меди цинком в ее соли. Эту же ре­акцию можно осуществить и иным способом — погрузить цинковую пластинку в раствор CuSO4. При этом образуются те же самые продукты — медь и ионы цин­ка. Но отличие реакции в медно-цинковом гальваническом элементе в том, что про­цессы отдачи и присоединения электронов пространственно разделены. Процессы отдачи (окисление) и присоединения (восстановление) электронов происходят не при непосредственном контакте атома Zn с ионом Сu2+, а в разных местах систе­мы — соответственно на аноде и на катоде, которые соединены металлическим про­водником. При таком способе проведения этой реакции электроны перемещаются от анода к катоду по внешней цепи, представляющей собой металлический про­водник. Направленный и упорядоченный поток заряженных частиц (в данном случае электронов) и есть электрический ток. Во внешней цепи гальванического элемента возникает электрический ток.



Вам необходимо включить JavaScript, чтобы проголосовать

Катод медный цена | ПКФ «Айсберг АС»

Катод медный


Востребованность продукции медного проката
Медь – это 11-й по счету химический элемент в таблице Менделеева. Это металл, обладающий хорошей пластичностью и малым весом. Цвет металла – золотисто-розовый. Что касается применения в металлургической промышленности, то использование меди в данный отрасли насчитывает не одну сотню лет. Еще с древних времён из меди изготавливались различные изделия: посуда, орудия труда и многие другие элементы, необходимые во многих сферах человеческой деятельности. Связано это с тем, что люди давно поняли свойства данного материала: ковкость, пластичность, лёгкость в обработке и высокий срок службы изделия, которые изготовлены из меди.

Сквозь года медь также является востребованным материалом. На данный момент производство медного проката стало более технологичным, медь используется в качестве производства не только полноценных изделий, но и сырья, служащего в качестве заготовок для будущей обработки и производства. Одним из таких сырьевых изделий выступает катод медный, востребованы во многих направлениях.

Изготовление медного катода
Как мы все знаем из школьного курса физики, катод – это отрицательно заряженный электрод. Образовывается он в процессе электролиза. Катоды медные являются результатом и конечным продуктом обработки медной руды или содержащего медь вторичного сырья. Форма выпуска медных катодов – это листы, толщина которых варьируется от 4 до 6 мм. Мысли могут представляться как отдельно, так и спаянно друг с другом.

Производство медного катода полностью регламентировано государственным стандартом. Благодаря тому, что качество изделий определяется соответствием с параметрами, указанными в ГОСТ, на выходе получается прочное, надёжное и стойкое изделие металлопроката. ГОСТом регламентируется следующие параметры:



  • Ширина и длина листа;

  • Толщина медного катода;

  • Используемый в производстве материал.


Само производство медного катода базируется на методе электрического рафинирования. В результате электролиза образуется осадок, после промывки которого и получается катод. Промывка происходит в четыре этапа. После их полного завершения образуется совершенно чистый продукт, без малейших примесей. Стоит отметить, что образование анодов (положительно заряженных электродов) – совершенно отличающийся от производства катодов процесс. Анод изготавливается методом горячего катания.




Если при производстве были соблюдены все требования, то на выходе получаются высококачественные изделия, отличающиеся уникальными техническими характеристиками и свойствами. Перед тем, как поступить в продажу, катоды проходят проверку на прочность, соответствие всем регламентированным ГОСТом параметрам, а также они проверяются на отсутствие брака. В случае, если проверка проходит успешно, катоды готовы к поставке. Транспортировка не требует задействования специального оборудования и техники.

Свойства катодов
Катод – это универсальное изделие, обладающие уникальными характеристиками. Свойства катода следующие:



  1. Высокая антикоррозийная стойкость. Не страшна изделию работа как в пресной, так и в соленой воде;

  2. Возможность работать при любых температурных значениях;

  3. Изделие легко плавится и обрабатывается, что облегчает работу с ним во многих сферах;

  4. Отличается медный катод высоким уровнем электропроводности и теплопроводности;

  5. Прекрасно работает и в агрессивных, химических средах.


Благодаря этим свойством, катод из меди используется во многих отраслях промышленности и производств. Востребован данный материал в следующих направлениях:



  • Изготовление различных полуфабрикатов. Производится из меди полуфабрикаты, которые легко деформировать: различные кабели, проволоки, слитки и т.д.;

  • Востребован катод в производстве кровельных материалов;

  • Используется и в ряде других производств, к примеру — при изготовлении некоторой техники, необходимой в сельском хозяйстве.



Купить катод, как и многие другие изделия металлопроката, можно у нас. Цена медного катода у нас значительно ниже, чем у конкурентов. Для осуществления заказа можно просто позвонить по телефону, указанному на сайте.

катодных лучей | Введение в химию


Ключевые моменты
    • Электроны, ускоренные до высоких скоростей, движутся по прямым линиям через пустую электронно-лучевую трубку и ударяются о стеклянную стенку трубки, вызывая флуоресценцию или свечение возбужденных атомов.
    • Исследователи поняли, что что-то движется от анода, когда объекты, помещенные в трубку перед ним, могут отбрасывать тень на светящуюся стену. Катодные лучи переносят электронные токи через трубку.Электроны были впервые обнаружены как составляющие катодных лучей.
    • J.J. Томсон использовал электронно-лучевую трубку, чтобы определить, что внутри атомов есть небольшие отрицательно заряженные частицы, которые он назвал «электронами».

Условия
  • Крукс трубка Ранняя экспериментальная электрическая разрядная трубка, изобретенная английским физиком Уильямом Круксом и другими в 1869-1875 гг., В которой были обнаружены катодные лучи, потоки электронов.
  • катодные лучи Потоки электронов, наблюдаемые в электронных лампах

Катодные лучи

Катодные лучи (также называемые электронным пучком или электронным пучком) — это потоки электронов, наблюдаемые в электронных лампах.Если вакуумированная стеклянная трубка оборудована двумя электродами и подается напряжение, стекло напротив отрицательного электрода будет светиться от электронов, испускаемых катодом. Электроны были впервые обнаружены как составляющие катодных лучей. Изображение в классическом телевизоре создается сфокусированным пучком электронов, отклоняемых электрическими или магнитными полями в электронно-лучевых трубках (ЭЛТ).

Катодные лучи названы так потому, что они испускаются отрицательным электродом или катодом в вакуумной трубке.Чтобы выпустить электроны в трубку, их сначала нужно оторвать от атомов катода. Первые вакуумные лампы с холодным катодом, называемые трубками Крукса, использовали высокий электрический потенциал между анодом и катодом для ионизации остаточного газа в трубке. Электрическое поле ускоряло ионы, и ионы высвобождали электроны при столкновении с катодом.

В современных электронных лампах используется термоэлектронная эмиссия, в которой катод состоит из тонкой проволочной нити накала, которая нагревается отдельным электрическим током, проходящим через него.Повышенное случайное тепловое движение атомов нити выбивает электроны из атомов на поверхности нити в вакуумированное пространство трубки. Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, они отталкиваются катодом и притягиваются к аноду. Они движутся по прямой через пустую трубу. Напряжение, приложенное между электродами, ускоряет эти частицы малой массы до высоких скоростей.

Катодные лучи невидимы, но их присутствие было впервые обнаружено в первых электронных лампах, когда они ударялись о стеклянную стенку трубки, возбуждая атомы стекла и заставляя их излучать свет — свечение, называемое флуоресценцией.Исследователи заметили, что объекты, помещенные в трубку перед катодом, могут отбрасывать тень на светящуюся стену, и поняли, что что-то должно двигаться по прямым линиям от катода. После того, как электроны достигают анода, они проходят через анодный провод к источнику питания и обратно к катоду, поэтому катодные лучи переносят электрический ток через трубку.

История катодных лучей

В 1838 году Майкл Фарадей пропустил ток через стеклянную трубку, заполненную разреженным воздухом, и заметил странную легкую дугу, начало которой было у катода (отрицательный электрод), а конец — почти у анода (положительный электрод).

Трубы Крукса

В 1870-х годах британский физик Уильям Крукс и другие смогли откачать разреженные трубки до давления ниже 10 −6 атм. Они были названы трубками Крукса. Фарадей первым заметил темное пространство прямо перед катодом, где не было свечения. Это стало называться катодным темным пространством, темным пространством Фарадея или темным пространством Крукса.

Крукс обнаружил, что по мере того, как он откачивал из трубок все больше воздуха, темное пространство Фарадея распространилось вниз по трубке от катода к аноду, пока трубка не стала полностью темной.Но на анодном (положительном) конце трубки начало светиться стекло самой трубки. Что происходило, так это то, что по мере того, как из трубок закачивалось все больше воздуха, электроны в среднем могли путешествовать дальше, прежде чем они столкнулись с атомом газа. К тому времени, когда трубка потемнела, большая часть электронов могла двигаться по прямым линиям от катода к анодному концу трубки без столкновений. Без каких-либо препятствий эти частицы с малой массой разгонялись до высоких скоростей за счет напряжения между электродами.Это были катодные лучи. Когда они достигли анодного конца трубки, они двигались так быстро, что, хотя они и были привлечены к нему, они часто пролетали мимо анода и ударялись о заднюю стенку трубки. Когда они сталкивались с атомами в стеклянной стенке, они возбуждали свои орбитальные электроны на более высокие энергетические уровни, заставляя их флуоресцировать.

Трубка Крукса Трубка Крукса — это разреженная трубка, откачиваемая до давления ниже 10 −6 атм. Он был использован при открытии катодных лучей.

Позже исследователи покрасили внутреннюю заднюю стену флуоресцентными химическими веществами, такими как сульфид цинка, чтобы свечение было более заметным. Сами катодные лучи невидимы, но эта случайная флуоресценция позволила исследователям заметить, что объекты в трубке перед катодом, такие как анод, отбрасывают тени с острыми краями на светящуюся заднюю стенку. В 1869 году немецкий физик Иоганн Хитторф первым понял, что что-то должно проходить по прямым линиям от катода, чтобы отбрасывать тени.Евгений Гольдштейн назвал их катодными лучами.

J.J. Эксперимент Томсона

J.J. Томсон изучил электронно-лучевые трубки и пришел к идее, что частицы в катодных лучах должны быть отрицательными, потому что они отталкиваются отрицательно заряженными объектами (катодом или отрицательно заряженной пластиной в электронно-лучевой трубке) и притягиваются положительно заряженными объектами. (либо анод, либо положительно заряженная пластина в электронно-лучевой трубке). Он назвал эти крошечные части атома «электронами».Своими экспериментами Томсон опроверг атомную теорию Дальтона, поскольку атомная теория Дальтона утверждала, что атомы — это самый маленький кусочек материи во Вселенной, и они неделимы. Ясно, что присутствие электронов отрицало эти части атомной теории Дальтона.

Interactive: Crookes Tube Подключите два электрода к источнику высокого напряжения и посмотрите, как они производят катодные лучи. J.J. Томсон использовал аналогичную экспериментальную установку, чтобы обнаружить первую субатомную частицу.Посмотрите, что вы можете определить о потоке частиц, которые называются катодными лучами.
Открытие электрона: эксперимент с катодно-лучевой трубкой — YouTube J.J. Томпсон открыл электрон, первую из субатомных частиц, с помощью эксперимента с электронно-лучевой трубкой. Работа Томпсона опровергла теорию атома Джона Далтона.
Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

электрохимия — катод + анод + аккумулятор

Меня смущает следующее с этой веб-страницы:

Катод — это оксид металла, а анод — из пористого углерода.Во время разряда ионы текут от анода к катоду через электролит и сепаратор; заряд меняет направление, и ионы текут от катода к аноду.

При разряде анод подвергается окислению или потере электронов, а катод — восстановлению или увеличению количества электронов. Заряд отменяет движение.

Это говорит о том, что электрод из оксида металла всегда является катодом, а электрод из пористого углерода всегда является анодом. Насколько я знаю, это обозначение должно быть правильным при разряде, но наоборот при зарядке.Анодом всегда является электрод, выполняющий окисление, а катод — электрод, выполняющий восстановление.

Мое наивное понимание было бы таким:

  • Катод — электрод с полуреакцией восстановления. Анод — это электрод с полуреакцией окисления. Это верно как для заряда / разряда.
  • Анод — это тот, который производит электроны, а катод принимает электроны. Это верно как для заряда / разряда.
  • При переключении между зарядкой / разрядом окислительно-восстановительные реакции меняются местами, и обозначения катода / анода также меняются, чтобы сохранить катод == восстановление и анод == окисление.
  • Во время разряда аккумулятор функционирует как гальванический элемент, где окислительно-восстановительная реакция производит электрическую энергию, электроны опускаются по своему электрическому градиенту от отрицательного электрода к положительному. Анод — отрицательный электрод, катод — положительный электрод.
  • Во время зарядки аккумулятор функционирует как электролитическая ячейка, где электрическая энергия запускает неспонтанную окислительно-восстановительную реакцию, электроны поднимаются по своему электрическому градиенту от положительного электрода к отрицательному.Анод — это положительный электрод, катод — отрицательный электрод.
  • В литий-ионной батарее положительный электрод представляет собой оксид металла, а отрицательный электрод — пористый углерод. Обозначения анода / катода меняются в зависимости от того, заряжается или разряжается батарея.

Помогите, пожалуйста, разобраться в этом.

Как определить анод и катод

Как определить анод и катод

Как определить анод и катод
Джон Денкер

* Содержание

1 Определение

  • Определение:
    анод устройства — терминал, через который ток течет от
    за пределами. Катод устройства — это клемма, на которой ток
    вытекает. Это показано на рисунке ~ 1.

    Полезная мнемоника — КИСЛОТА: ток анода в устройстве. В настоящее время мы
    означают положительный условный ток. Поскольку электроны
    отрицательно заряженный, протекающий положительный ток такой же, как
    электроны вытекают.

    Вот и все.

2 Некоторые примеры

Наше определение легко и правильно применимо к любой ситуации, которую я могу
подумайте (с одним отвратительным исключением, как обсуждалось в пункте 11
ниже).

  1. Гальванические элементы и батареи.
  2. Горячий катод в электронно-лучевой трубке, обнаруженный в
    телевизор старого образца или осциллограф.
  3. Горячий катод в лампе электронного усилителя («Флеминг
    клапан»).
  4. Горячий катод в рентгеновской трубке, как на рисунке ~ 2.
  5. Вращающийся анод в рентгеновской трубке, как на рисунке ~ 2.
  6. Светодиодная матрица с общим анодом, например, 7-сегментная матрица цифр,
    хотя это не оптимальная терминология по причинам, обсуждаемым в
    пункт 8.
  7. Жертвенный анод в лодке; см. пункт 16.
  8. Анодная пластина и катодная пластина (а также анодный раствор) в
    ячейка электролитического рафинирования; см. пункт 9.

Важно отметить, что наше определение прекрасно применимо к таким вещам, как
аккумуляторная батарея, в которой нельзя идентифицировать анод и катод
пока вы не увидите, как работает устройство, как описано в
пункт 6.

Наше определение также применимо в тех случаях, когда оно относительно
легко отличить анод от катода, просто посмотрев, как
обсуждается в п.7.

Существует одно отвратительное исключение, как описано в пункте 11 ниже.

3 Обсуждение

Наше оригинальное, освященное веками определение. Это
согласуется с этимологией, как обсуждается в пункте 17.
Другого разумного определения нет. Я видел несколько попыток
определения, но если они не были эквивалентны нашему определению (как
приведенные в разделе ~ 1), они были гротескно чрезмерно сложными,
неправильно, или и то, и другое.
По устоявшемуся соглашению (возвращаясь к
Бен Франклин), когда мы говорим о текущих , мы имеем в виду обычные
положительный ток.В металлических проводах ток передается по
электронов движутся в направлении, противоположном току. Этот
усложняет понятие тока, но необходимо, потому что
электрон заряжен отрицательно.
Для подавляющего большинства людей нет
Пункт в запоминании значения анода и катода. Условия просто
не очень полезны, если вы не устроитесь на работу в электрохимии
лаборатория или какая-нибудь сравнительно узкая специальность. Если когда-нибудь ты сделаешь
нужно знать значения, вы можете найти их сегодня утром и
забыть их снова в тот вечер.
Обратите внимание, что когда мы говорим ток-вход, мы имеем в виду ток
поступающий в устройство из внешнего контура. Точно так же, когда мы
скажем, ток, мы имеем в виду ток, текущий из устройства в сторону
внешняя цепь. Мы относимся к устройству как к черному ящику, и мы
категорически не говорят о токах, протекающих в
устройство. Эта терминология черного ящика является стандартной во всех отраслях
инженерное дело и наука, если контекст явно не требует
иначе.

Если вы настаиваете на том, чтобы заглянуть внутрь черного ящика, история получит больше
сложно, как вы можете видеть на рисунке ~ 2.Тем не мение,
это не меняет ни буквы, ни духа определения, которое
основан на поведении черного ящика, если смотреть снаружи.

Важно помнить, что анод / катод
различие основано на токе, а не на напряжении. Анод / катод не
то же самое, что и положительный / отрицательный, или наоборот. Наглядный пример:
для разряженной батареи положительный полюс — катод,
в то время как для той же аккумуляторной батареи положительный полюс
анод.
Имейте в виду, что
анод и катод относятся к функции, а не к структуре. Есть много
устройства, где было бы безумием постоянно маркировать структуры
как анод или катод, потому что их функция время от времени меняется.
Перезаряжаемые батареи — очень распространенный и очень важный пример.
как указано в пункте 5.
Хотя анод и катод
фундаментально определен в терминах функция не структура, там
некоторые исключительные устройства, функция которых практически заблокирована
к структуре.В таком случае, возможно, допустимо маркировать
структурирует как анод и катод, потому что только одно направление
тока имеет смысл. В списке в разделе ~ 2 все
примеры , за исключением аккумуляторной батареи , находятся в этом
категория.

В любом случае имейте в виду, что эту категорию нужно считать
рискованное исключение, а не общее правило. Верное общее правило
объяснено в пункте 6.

Даже в тех случаях, когда это возможно
можно идентифицировать определенный анод и катод, обычно есть
более простые и лучшие способы обозначения терминалов.В частности, для
аккумулятор (аккумуляторный или нет), он обычный и разумный
говорят о положительной клемме и отрицательной клемме. Для диода это
условно и разумно говорить о стороне, легированной фтором, и о
N-легированная сторона. В частности, для модуля светодиодного дисплея так называемый
конфигурацию с общим анодом правильнее было бы назвать
общая конфигурация стороны P.
Вот интересный и важный пример. Рассмотрим
электролитическое рафинирование металлов, таких как медь.

Во время нормальной работы через элемент протекает большой ток,
навязывается извне. Ток проталкивается в ячейку на
анод, и вынутый на катоде. Клеммы обозначены
в соответствии с их нормальной функцией, в соответствии с определением
приведено в разделе ~ 1.

В начале работы анодом является нечистая медь. На
В конце операции катод — это медь гораздо более высокой чистоты. Пытаться
поиск в Google анода
грязь.

Если какой-нибудь умник временно изменил направление тока,
нормальный анод станет временным катодом и наоборот.Однако эта возможность настолько странна, что обычно даже не
считается. Клеммы промаркированы в соответствии с их нормальным
функция.

Обратите внимание на контраст:

Ячейка электролитического рафинирования. Батарея обыкновенная
В ячейке рафинирования напряжение ячейки холостого хода, если таковое имеется,
очень мало и совершенно неактуально.
В аккумуляторе есть
определенная положительная клемма и определенная отрицательная клемма.
Падение напряжения на ячейке примерно пропорционально
электрический ток. Во время работы анод будет находиться под положительным
напряжение относительно катода.
Падение напряжения на ячейке равно
качественно одинаково, вне зависимости от того, положительный ли ток,
отрицательный, или ноль. Положительный вывод — это катод во время
разряд, но во время перезарядки это анод.
Во всех случаях вы можете использовать описательные термины
ток-сток и ток-источник как синонимы анода и катода.Описание обычно предпочтительнее жаргона.
Можно купить массив стабилитронов.
Увы, согласно устоявшемуся, но нелогичному соглашению,
так называемая конфигурация с общим анодом конструктивно аналогична
матрица светодиодов с общим анодом в том смысле, что стороны, легированные P, являются
связаны друг с другом. Это мерзость, потому что при обычном использовании Зенера
сторона, легированная P, — это то место, где выходит ток, и, по логике, она должна быть
называется катодом. Видимо кто-то был под неправильным впечатлением
этот анод / катод относится к структуре, а не к функции.

Никогда не используйте термины анод или катод для описания
конструктивные части стабилитрона, по той же причине не следует
Используйте такие термины для обозначения конструкции аккумуляторной батареи. Анод и
катод относится к функции, а не к структуре. Вместо этого вам следует обратиться к
сторона с примесью P и сторона с примесью азота, и вы должны настаивать на том, чтобы
другие делают то же самое.

Обратите внимание, что изменение правил маркировки матриц стабилитронов
не решит проблему в каком-либо фундаментальном смысле, потому что там
являются вполне разумными схемами, в которых — часть времени —
Стабилитрон смещен в прямом направлении, так что он ведет себя так же, как и любой другой.
другой диод.Это та же ситуация, с которой мы сталкиваемся в связи с
с аккумуляторными батареями: если вы прикрепите постоянный анод / катод
метки к структуре, вы будете ошибаться, по крайней мере, часть времени.

Термины
«анод» и «катод» относятся к функции, а не к конструкции.
~~~~~
Электрохимическое следствие: в любом электрохимическом
на аноде протекают реакции окисления, а на аноде протекают реакции восстановления.
реакции происходят на катоде.(Если вы не знаете, что это
означает, что не беспокойтесь об этом.) Это включает в себя зарядку аккумуляторов.
(анод = положительный), а также разряжаются батареи
(анод = отрицательный). Это следствие, вытекающее из нашего определения,
и с традиционной точки зрения, что ячейка — это черный ящик,
а все внешнее по отношению к ячейке — это внешняя цепь.

Ситуация резюмирована в следующей таблице:

~

~ ~~~~~ зарядка ~~~~~ разрядка
~~~ ~~~~~
— пластина: — пластина ~~~ катод
восстанавливается
~~~~~ анод
окисляется
~~~ ~~~~~
+ пластина: ~~~~~ анод
окисляется
~~~~~ катод
восстанавливается
Сделаем краткое исключение из черного ящика.
точки зрения и рассмотрим, что происходит внутри электрохимической ячейки.Внутри клетки катионы (положительно заряженные частицы) движутся в направлении
катод вносит положительный вклад в обычный ток
внутри ячейки , как показано на рисунке ~ 3.
Точно так же анионы (отрицательно заряженные частицы), движущиеся к аноду
вносят положительный вклад в условный ток внутри
ячейка
. На рисунке не показаны анионы. Правило
анионы на анод, катионы на катод применяются только внутри ячейки.
Это правило требуется из-за того, что ток подчиняется закону сохранения
закон; ток, который течет в ячейку на аноде, должен протекать через
ячейку, а затем катод.За пределами клетки течет ток
к аноду; внутри ячейки ток течет от анода.
(Кстати, обычно предполагается, что вне клетки нет
подвижные анионы или катионы, просто электроны, переносимые металлическими проводами в
внешняя цепь.)

Рисунок ~ 3: Анод и катод: внутри
Черный ящик

Говоря об ионах, нужно помнить, что катионы
положительно заряженный. Мнемоника катионов состоит в том, чтобы рассматривать «t» как
знак плюс: ca + ion. Между тем, мнемоника для анионов является чем-то вроде
аббревиатура: A Negative ION = ANION.

Вспоминая правило катион-катод, нужно помнить
что внутри ячейки катионы идут на катод (а не с него): ионы ca +
+ o ca + hode. Соответствующее правило отношения анионов к аноду одинаково
действительно, но вам нужно работать усерднее, чтобы помнить, что анионы уходят в
(не от) анода.

Пожалуйста, помните, что правило «катионы-катод» подлежит
несколько предостережений. В лучшем случае это химическое следствие настоящего
определение. Это не может служить определением катода,
потому что катод хорошо определен для всех видов устройств, которые
нет подвижных катионов, например.грамм. полупроводниковые диоды, электронно-лучевые
трубки и т. д. Еще одно предостережение: это правило применяется к тому, что
происходит внутри ячейки, тогда как для большинства целей (включая
определение анода / катода) обычно и целесообразно фокусировать
на свойствах черного ящика, если смотреть снаружи. (Похожий
вопросы возникают по пунктам 14 и 16.)

Существует небольшая вероятность путаницы, когда
думая об электронно-лучевых трубках и рентгеновских трубках, из-за
соблазн отклониться от точки зрения черного ящика.(Подобные вопросы
возникают в п. 13 и п. 16.) В
Рентгеновская трубка, внутри устройства происходит интересная физика,
тогда как определение анода выражается в терминах обычных
ток течет во внешний терминал, течет в черный ящик
снаружи. Помните, снаружи устройства мы видим позитив
обычный ток, выходящий из катода и идущий в
анод, в соответствии с нашим определением, как показано на рисунке ~ 1 в разделе ~ 1. Правило: КИСЛОТА: Анод
Ток в устройство.(Если заглянуть внутрь устройства, мы увидим электроны
вытекает из катода, но это только следствие
определение, а не определение как таковое .)
Еще больше возможностей для путаницы, если
вы пытаетесь объяснить или дать определение анода / катода с точки зрения электрохимических
ячеек хотя бы потому, что мало кто понимает, как такие вещи
Работа. См. Ссылку ~ 1 и ссылки в ней. Как говорится
Итак, обучение происходит от известного к неизвестному. Наше определение
анода / катода, как указано в разделе ~ 1, прост и полезен.Внутренний механизм батареи непростой. Это не имеет никакого смысла
«объяснить» первое с точки зрения второго.

Клеммы аккумулятора помечены как положительный и отрицательный. Они помечены
в зависимости от напряжения, а не от заряда или тока. Это условно и
вполне уместно, потому что положительный вывод остается на
положительное напряжение (относительно другой клеммы) во время всех нормальных
условия, в том числе когда аккумулятор разряжается, заряжается или
просто сидеть там в равновесии без тока.

Напротив, как упоминалось в пункте 5, это было бы дико
неуместно маркировать клеммы аккумулятора как анод и катод.
Это потому, что вывод, который является катодом во время разряда
становится анодом во время перезарядки … и не является ни анодом, ни катодом
в равновесной (нетекущей) ситуации.

Кроме того, нет смысла определять анод и катод в терминах
электрохимия, потому что эти термины используются во всевозможных ситуациях
там, где нет электрохимии, в том числе полупроводниковой
диоды, рентгеновские трубки и т. д.

Лодки и другие конструкции, контактирующие с
соленая вода может вызвать некоторую путаницу
об аноде по сравнению с катодом. На первый взгляд это может быть неочевидно
что считается «черным ящиком» и что считается
«Внешняя цепь». Традиционная точка зрения такова:

  • Вода и металлы, соприкасающиеся с водой, должны быть рассмотрены
    как гигантская электрохимическая ячейка. Есть анионы и катионы в
    вода внутри черного ящика.
  • Конструкция лодки (или чего-то еще) считается
    внешняя цепь. Нет анионов и катионов. Текущий
    переносятся электронами, протекающими внутри металлов.

То есть принято считать лодку внешней по отношению к
вода … хотя может показаться более логичным думать о
вода как внешняя по отношению к лодке. Это может показаться произвольным, но по крайней мере
это согласуется с вышеупомянутым электрохимическим следствием
(пункт 12), чтобы реакции окисления происходили на аноде,
на катоде протекают реакции восстановления.Это приводит нас к
полезная концепция расходуемого анода , который является просто
дешевый, легко заменяемый электрод, который помещается в воду и
расположены так, чтобы иметь большое положительное напряжение по отношению к остальной части
лодка. Это делает все остальное на лодке катодом, в значительной степени
уменьшение коррозии, потому что большинство форм коррозии связаны с окислением
реакции. Другими словами, то же самое в воде,
высококоррозионные анионы, такие как OH и Cl , текут в
анод и вдали от всего остального, в соответствии с
правило анионов к аноду.Анод, конечно, быстро корродирует, и
необходимо время от времени заменять.

Этимология: слова анод и катод были
введен в 1834 году Майклом Фарадеем по совету Уильяма
Уэвелл, ученый-эрудит и плодовитый мастер слова. Уэвелл
немного понял греческий и нашел ему применение:

  • Анод происходит от греческих корней ἀνά +
    ὀδός (означает восходящий путь).
  • Катод происходит от греческих корней κατά
    + ὀδός (означает нисходящий путь).

Никогда не следует уделять слишком много внимания этимологии, потому что
значения могут со временем дрейфовать. Действительно ἀνά и
κατά отошли от своих древних корней.
Однако ὀδός не имеет, и
это ключ. Английские слова, когда были придуманы, явно предназначались
для описания расхода, а не напряжения. Эти же корни используются в других греческих языках.
и псевдогреческие термины на английском языке, например анаболический, катаракта, одометр,
и так далее.

4 Резюме

Меня удивляет, что некоторые люди принимают простую и понятную концепцию.
неважно, усложняйте его излишне и притворяйтесь важным.

Имея дело с батареями, не думайте об аноде и
катод; думайте с точки зрения положительной клеммы и отрицательной клеммы.

При работе с полупроводниковыми диодами не беспокойтесь об аноде и
катод; думайте в терминах стороны, легированной P, и стороны, легированной N.

Общее правило: анод означает ток в черный ящик и
катод означает ток из в черный ящик. Стабилитроны дают
привести к отвратительному исключению, которого следует избегать, как
чума.

Существует множество свидетельств того, что даже люди, называющие себя
эксперты не могут придерживаться правильной терминологии, связанной с анодом / катодом. В любой
практическая ситуация, всегда есть способ разобраться, как зацепить
вещи без глубокого понимания анода по сравнению с катодом.

Термины анод и катод иногда удобны в ситуациях
где имеет смысл только одно направление тока.

В других ситуациях обычно лучше избегать терминов анод и
катод. Есть лучшие способы сказать то, что нужно сказать.Конструктивное предложение: лучше поговорить о текущем
(а не электрод). Лучше поговорить о том, что
ток делает (а не то, что электрод «есть»).

5 Ссылки

Джон Денкер, «Как работает аккумулятор»
www.av8n.com/physics/battery.htm

J.J. Томсон и электрон (Стэнфордская энциклопедия философии)

Приложение 7: Доказательства существования новой организации: J.J. Томсон и Электрон

Обсуждая существование электронов, Ян Хакинг писал:
«Насколько я понимаю, если вы можете распылить их, значит, они настоящие»
(Взлом 1983, стр.23). Он продолжил развивать эту точку зрения. «Мы
полностью убедившись в реальности электронов, когда мы приступили к
построить — и достаточно часто преуспевают в создании — новые виды устройств, которые
использовать различные хорошо изученные причинные свойства электронов, чтобы мешать
в других, более гипотетических частях природы »(с. 265).

Хакера беспокоило, что простая манипуляция с первой цитатой,
изменение заряда на капле масла или на сверхпроводнике
сфера ниобия, в которой участвует только заряд электрона, была
недостаточные основания для веры в электроны.Его вторая иллюстрация,
который он считал более убедительным, поскольку в нем участвовало несколько
свойства электрона, были свойства Пегги II, источника поляризованного
электроны, построенные в Стэнфордском центре линейных ускорителей в конце
1970-е годы. Пегги II предоставила поляризованные электроны для эксперимента, который
рассеянные электроны на дейтерии для исследования слабой нейтральной
Текущий. Хотя я согласен с Хакерством, что манипулирование часто может
дают нам основания полагать, что теоретические
юридическое лицо, [1]
его иллюстрация заходит слишком далеко
поздно. Физики манипулировали электроном в смысле Хакинга в
начало двадцатого
век. [2]
Они верили в существование
электронов задолго до Пегги II, и я буду утверждать, что у них были хорошие
причины для этого
вера.

Позицию, которую я занимаю, можно с полным основанием назвать
«Предположительный» реализм. Это предположительно, потому что, несмотря на хорошие
причины для веры в существование сущности или в истинность
научный закон, мы можем ошибаться. Когда-то у ученых были хорошие
повод верить во флогистон и калорийность, вещества, которые у нас сейчас есть
веская причина полагать, что их не существует.Моя позиция включает обоих продавцов
точка зрения, что «иметь веские основания для того, чтобы придерживаться теории, составляет ipso.
facto
, чтобы иметь веские основания полагать, что субъекты постулировали
теории существуют »(Sellars 1962, p. 97), а« сущностный реализм »
предложен Картрайтом (1983) и Хакингом (1983). Оба взлома, как
отмечалось выше, а Картрайт подчеркивает манипулируемость сущностью
как критерий веры в его существование. Картрайт также подчеркивает
причинное рассуждение как часть ее веры в сущности.В ее обсуждении
о работе камеры Вильсона она заявляет: «… если нет
электроны в камере Вильсона, я не знаю, почему там следы »
(Картрайт, 1983, стр.99). Другими словами, если таких сущностей не существует
тогда у нас нет правдоподобной причинно-следственной истории, чтобы рассказать. И взлом, и
Картрайт предоставляет существование таким сущностям, как электроны, но не
предоставлять «реальный» статус законам или теориям, которые могут постулировать или
применяются к таким организациям.

В отличие от Cartwright и Hacking, я предлагаю
также имеют веские основания верить в законы и теории, регулирующие
поведение сущностей и некоторые из их иллюстраций
неявно включать такие
законы. [3]
Я выступал за веру в другом месте
в реальности научных законов (Franklin 1996). В этом разделе я
должны сосредоточиться на реальности и существовании сущностей, в
в частности, электрон. Я согласен как с Hacking, так и с Картрайтом, что
мы можем выйти за рамки Селларса и иметь веские основания верить в сущности
даже без законов. Хакерство и Картрайт делают упор на эксперименты
с объектами. Я утверждаю, что экспериментируя с на
субъектов и измерение их свойств также может служить основанием для
вера в их существование.

В этом разделе я рассмотрю основания для веры в
существование электрона, исследуя J.J. Томсона над
катодные лучи. Его эксперимент 1897 года с катодными лучами обычно считается
как «открытие» электрона.

Цель J.J. Об экспериментах Томсона было ясно сказано в
введение к его статье 1897 года.

Обсуждаемые в этой статье эксперименты были предприняты в надежде
получения информации о природе катодных лучей.Большинство
относительно этих лучей существуют разные мнения; согласно почти
по единодушному мнению немецких физиков, они обусловлены каким-то процессом в
эфир, к которому — поскольку в однородном магнитном поле их
трасса круговая, а не прямолинейная — до сих пор не было явлений
наблюдается аналогично: другой взгляд на эти лучи состоит в том, что так далеко от
будучи полностью эфирными, они на самом деле полностью материальны, и что они
отмечать пути частиц материи, заряженных отрицательным электричеством
(Томсон 1897, стр. 293).

Первым делом Томсона было показать, что катодные лучи
несет отрицательный заряд. Предположительно это было показано ранее
Перрин. Перрин разместил два соосных металлических цилиндра, изолированных от одного.
другой — перед плоским катодом. Каждый цилиндр имел небольшой
отверстие, через которое катодные лучи могли проходить на внутренний цилиндр.
Внешний цилиндр был заземлен. Когда катодные лучи прошли в
внутренний цилиндр, к которому прикреплен электроскоп, показал наличие
отрицательный электрический заряд.Когда катодные лучи были магнитными
отклонялись так, чтобы они не проходили через отверстия, заряда не было
обнаружен. «Сейчас сторонники теории эфира не отрицают, что
наэлектризованные частицы отлетают от катода; они отрицают,
однако, что эти заряженные частицы больше не имеют отношения к
катодных лучей, чем у винтовочного шара со вспышкой, когда винтовка
уволен »(Thomson 1897, p. 294).

Томсон повторил эксперимент, но в форме, недоступной для
это возражение. Устройство показано на рисунке 14.
Два соосных цилиндра с
показаны отверстия. Внешний цилиндр был заземлен, а внутренний
прикреплен к электрометру для обнаружения любого заряда. Катодные лучи от
Проходят в лампочку, но не попадают в отверстия в цилиндрах
если не отклоняется магнитным полем.

Рисунок 14.
Аппарат Томсона для демонстрации того, что катодные лучи
имеют отрицательный заряд. Показаны прорези в цилиндрах. Из
Томсон (1897).

Когда катодные лучи (путь которых прослеживался по фосфоресценции
на стекло) не попал на щель, электрический заряд отправился
электрометр, когда индукционная катушка, излучающая лучи, была установлена ​​в
действие было небольшим и нерегулярным; когда же лучи искривлялись
магнит так, чтобы при падении на щель был большой заряд отрицательного
электричество отправлено на электрометр….Если бы лучи были так сильно изогнуты
магнитом, который они перекрывают щели в цилиндре, заряд
попадание в цилиндр снова упало до очень малой части его
ценность, когда цель была истинной. Таким образом, этот эксперимент показывает, что
однако мы скручиваем и отклоняем катодные лучи под действием магнитных сил,
отрицательная электризация идет по тому же пути, что и лучи, и это
эта отрицательная электризация неразрывно связана с
катодные лучи
(Thomson 1897, стр. 294–295, выделено автором).

Этот эксперимент также продемонстрировал, что катодные лучи отклоняются
магнитным полем точно так, как можно было бы ожидать, если бы они были
отрицательно заряженный материал
частицы. [4]

Рисунок 15.
Аппарат Томсона для демонстрации того, что катодные лучи
отклоняются электрическим полем. Он также использовался для измерения
\ (\ bfrac {m} {e} \). Из книги Томсона (1897 г.).

Однако была проблема в том, что катодные лучи были
отрицательно заряженные частицы.Несколько экспериментов, в частности те
Герца, не наблюдал отклонения катодных лучей от
электростатическое поле. Томсон приступил к ответу на это возражение. Его
устройство показано на рисунке 15. Катод
лучи от C проходят через щель в аноде A, а через другую
щель в B. Затем они прошли между пластинами D и E и получили
узкий четко очерченный фосфоресцирующий участок на конце трубки, который
также была прикреплена шкала для измерения любого отклонения. Когда Герц
провел эксперимент, он не обнаружил отклонения, когда потенциальный
разница была применена к D и E.Он пришел к выводу, что
электростатические свойства катодного луча равны ноль или
очень слабый. Томсон признал, что когда он впервые исполнил
Эксперимент он тоже не увидел эффекта. «При повторении этого эксперимента [что
Герца] У меня сначала был такой же результат [без прогиба], но
последующие эксперименты показали, что отсутствие прогиба связано с
проводимость разреженного газа катодом
лучи ». [5]
При измерении этого
проводимости было обнаружено, что она уменьшалась очень быстро по мере того, как
увеличилось истощение; казалось, что при попытке эксперимента Герца
очень сильное истощение, есть шанс обнаружить отклонение
катодных лучей электростатической силой (Thomson 1897, стр.296).
Томсон действительно проводил эксперимент при более низком давлении [более высоком
истощение] и заметил
прогиб. [6]

Томсон пришел к выводу:

Поскольку катодные лучи несут заряд отрицательного электричества,
отклоняются электростатической силой, как если бы они
электрифицированы, и на них действует магнитная сила прямо в
что эта сила будет действовать на отрицательно наэлектризованное тело, движущееся
на пути этих лучей я не вижу выхода из заключения
что это заряды отрицательного электричества, переносимые частицами
иметь значение.(Томсон 1897, стр.
302) [7]

Установив, что катодные лучи были заряжены отрицательно
материальные частицы, Томсон продолжил обсуждение того, что это за частицы.
«Что это за частицы? это атомы, или молекулы, или материя в
еще более тонкое состояние подразделения »(с. 302). Чтобы исследовать это
вопрос Томсон провел измерения отношения заряда к массе
катодные лучи. В методе Томсона использовались как электростатические, так и магнитные
прогиб катода
лучи. [8]
Устройство показано на рисунке 15.Он также включал магнитное поле
который может быть создан перпендикулярно как электрическому полю, так и
траектория катодных лучей.

Рассмотрим пучок частиц с массой \ (m \) заряда
\ (e \) и скорость \ (v \). Предположим, луч проходит через
электрическое поле F в области между пластинами D и E, имеющее
длина \ (L \). Время прохождения частицы через эту область
\ (t = \ bfrac {L} {v} \). Электрическая сила, действующая на частицу, равна
\ (Fe \) и его ускорение \ (a = \ bfrac {Fe} {m} \).{-5} \) см. Если катод
Луч прошел намного дальше, чем молекула, прежде чем столкнуться с
молекула воздуха, Томсон утверждал, что она должна быть намного меньше, чем
молекула. [9]

Томсон показал, что катодные лучи ведут себя так, как и следовало ожидать.
отрицательно заряженные частицы материала. Они депонировали
отрицательный заряд на электрометре, и были отклонены как электрическими
и магнитные поля в соответствующем направлении для отрицательного заряда.
Кроме того, значение отношения массы к заряду было намного меньше, чем
наименьшее значение, полученное ранее, для иона водорода.Если
заряд был таким же, как и на ионе водорода, масса была бы
гораздо меньше. Кроме того, катодные лучи прошли в воздухе дальше, чем
сделал молекулы, также подразумевая, что они были меньше, чем атом или
молекула. Томсон пришел к выводу, что эти отрицательно заряженные частицы
были составными частями атомов. Другими словами, эксперименты Томсона
дал нам веские основания верить в существование электронов.

Вернуться к эксперименту в физике

определение катода по The Free Dictionary

cath · ode

(kăth′ōd ′) n. Сокр. ка

1. Отрицательно заряженный электрод, например электролитический элемент, аккумулятор, диод или электронная лампа.

2. Положительно заряженная клемма первичного элемента или аккумуляторной батареи, которая подает ток.


[греч. Катодос, происхождение : кат-, ката-, като- + ходос, путь, путь .]


ca · тод’ик (ка-тŏдьк) прил. .

ca · thod′i · cal·ly нареч.

Словарь английского языка American Heritage®, пятое издание. Авторские права © 2016 Издательская компания Houghton Mifflin Harcourt. Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

катод

(ˈkæθəʊd) n

1. (общая физика) отрицательный электрод в электролитической ячейке; электрод, с помощью которого электроны входят в устройство из внешней цепи

2. (Общая физика) отрицательно заряженный источник электронов в электронном клапане

3. (Общая физика) положительный полюс первичной ячейки

[C19: от греческого катодос спуск, от катодос вниз + ходос путь]

катодный , катодный , катодный adj

Словарь английского языка Коллинза — полное и несокращенное, 12-е издание, 2014 г. © HarperCollins Publishers 1991, 1994, 1998, 2000, 2003, 2006, 2007, 2009, 2011, 2014

cath • ode

(kæθ oʊd)

п.

1. электрод или вывод, через который ток покидает электролитический элемент, гальванический элемент, аккумулятор и т. Д.

2. положительный вывод гальванического элемента или батареи.

3. отрицательный вывод, электрод или элемент электронной лампы или электролитической ячейки.

[1825–35; <Греческий káthodos путь вниз]

ca • thod′ic (kæˈθɒd ɪk) прил.

Random House Словарь колледжа Кернермана Вебстера © 2010 K Dictionaries Ltd.Авторские права 2005, 1997, 1991, Random House, Inc. Все права защищены.

cath · ode

(kăth′ōd ′)

1. Отрицательный электрод в электролитической ячейке, к которому притягиваются положительно заряженные частицы. Катод имеет отрицательный заряд, потому что он подключен к отрицательно заряженному концу внешнего источника питания.

2. Положительный электрод в гальваническом элементе, таком как батарея, к которому притягиваются отрицательно заряженные частицы.Катод получает свой положительный заряд в результате химической реакции, которая происходит внутри батареи, а не от внешнего источника. Сравните анод.

Студенческий научный словарь American Heritage®, второе издание. Авторские права © 2014 Издательская компания Houghton Mifflin Harcourt. Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

катод

1. Электрод, несущий отрицательный заряд в растворе, подвергаемом электролизу.

2. Отрицательный электрод.

Словарь незнакомых слов по группе Diagram Copyright © 2008 by Diagram Visual Information Limited

О
Аккумуляторы


Гэри Л. Бертран

Профессор химии

Университет Миссури-Ролла

Симуляторы
Вернуться к началу

Батарея состоит из одного или нескольких электрохимических элементов.
Каждая ячейка содержит два металлических электрода и как минимум один раствор электролита.
(раствор, содержащий ионы, которые могут проводить электричество).Батарея
действует посредством электрохимических реакций, называемых окислением и восстановлением.
Эти реакции включают обмен электронами между химическими частицами.
Если химическое вещество теряет один или несколько электронов, это называется окислением.
Противоположный процесс — усиление электронов — называется редукцией.

Окисление происходит на аноде.

Восстановление происходит на катоде.

Если реактивные компоненты
электрохимические ячейки находятся в контакте друг с другом, они будут
реагируют прямым переносом электронов (
окисление — реакция восстановления) и там
невозможно использовать эту энергию для выполнения электрических работ.Большинство из
энергия реакции выделяется в виде тепла. Выделяемое тепло
тесно связан со стандартным изменением энтальпии
(дельта-Н °)
реакции.

В большинстве аккумуляторов используются разные материалы.
два электрода, так что они хотят реагировать с одним материалом,
окисляется, а другой восстанавливается. В ячейке ниже цинк
используется для электрода слева (анод), контактирующего с раствором
ионов цинка (II), возможно, раствор
Цинк
Нитрат.Медь используется для
электрод справа (Катод) в контакте с раствором, содержащим
Медь
(II) ионы, возможно
Нитрат меди.
Сохраняя материалы разделенными, электроны, производимые
окисление на аноде может быть использовано для выполнения электрических работ в том виде, в котором они
переносятся на катод, где они будут потребляться восстановлением
процесс. Количество электромонтажных работ, которые может произвести аккумулятор.
тесно связано со стандартным изменением свободной энергии
(дельта-G °)
реакции.

Однако процесс окисления либо дает положительный
ионов или удаляет отрицательные ионы из раствора на аноде (или это может
заменить один ион на более положительный), и процесс восстановления либо
удаляет положительные ионы или производит отрицательные ионы в растворе на
катод. В результате получаются электрически заряженные растворы, и очень быстро
останавливает процесс до того, как будет перенесено измеримое количество электронов.

Ионы должны пройти путь между
два решения, чтобы электроны непрерывно текли по проводу.
Это создает «ионный ток» внутри
аккумулятор с катионами (положительно — заряженный
ионы) движутся от анода к катоду, а анионы
(отрицательно заряженные ионы) движутся от катода к аноду.

Этот путь может быть обеспечен двумя решениями
контактируют друг с другом, но это позволяет диффузию всех ионов
и довольно быстро «разряжает» аккумулятор.Это распространение может быть
замедляется за счет разделения растворов мембраной или пористой пробкой.
Все это может привести к «потенциалу жидкого перехода».
из-за различной скорости движения катионов и анионов. Соль
мост »может использоваться для разделения двух растворов с помощью третьего концентрированного
раствор хорошо подобранных катионов и анионов, полностью устраняя
«потенциал жидкого перехода». В нескольких
корпусов, можно сконструировать батарею так, чтобы оба электрода могли быть
помещен в тот же контейнер только с одним раствором.

********************************************** *

Напряжение ячейки может зависеть от многих факторов:
материалы электродов, компоненты и концентрации растворов,
тип жидкостного перехода, температура и давление. В
Напряжение также зависит от электрического тока, протекающего из ячейки.
Напряжение (E) и ток (I)
связаны с сопротивлением (R) через
Закон Ома:

E = IR
Ток напрямую связан
к скорости, с которой электроны прокачиваются через провод и любые сопротивления
в цепи.Когда сопротивление понижается до нуля (короткое замыкание),
ток увеличивается, а напряжение ячейки уменьшается до нуля. В виде
сопротивление увеличивается, ток уменьшается, а напряжение увеличивается
к предельному значению. В химии,
нас в первую очередь интересует это предельное значение, максимальное напряжение
что может доставить электрохимический элемент. Этот максимум
напряжение или электрохимический
потенциал — это мера максимума
электромонтажные работы, которые можно получить от
химическая реакция, происходящая внутри клетки, и это может быть связано
к свободной энергии Гиббса
Изменения, связанные с химической реакцией.

Прежде чем мы закончим обсуждение, обсудим термодинамику.
аккумуляторов, нам необходимо учитывать влияние концентрации на напряжение
ячейки. Это может быть несколько сложным и запутанным.
Мы собираемся избежать этих проблем, сосредоточив внимание на ячейках с очень специфическим
тип химической реакции.

********************************************** *

В ячейке выше электроны производятся свинцом.
металл окисляется до ионов свинца (II), а ионы меди (II) восстанавливаются
к металлической меди.Даже если ионы движутся через границу между
в растворах наблюдается увеличение концентрации ионов свинца на
слева и уменьшение ионов меди справа. Это вызывает
напряжение батареи уменьшится, и в конечном итоге напряжение будет
уменьшаются до нуля. Некоторые батареи рассчитаны на перезарядку.
заставляя электроны течь назад через ячейку, обращая
химическая реакция.

Уравнение Нернста описывает
влияние концентраций на максимальное напряжение, которое химический
реакция может быть произведена путем соотнесения напряжения со стандартом
Электрохимический потенциал (E °).Этот Стандарт
Электрохимический потенциал представляет собой максимальное напряжение реакции
может производить со всеми компонентами в своем стандарте
состояниях или при единичной деятельности.

********************************************** *

Остальная часть этого обсуждения будет касаться
с электрохимическими ячейками, не предполагающими изменения концентраций
ионов или газов. В этих ячейках Стандарт
Электрохимический потенциал можно измерить напрямую.

Один из способов сделать это — использовать металл / металл.
Солевые электроды, которые получают путем покрытия металла одним
его нерастворимых солей (или оксида), как в Silver / Silver
Хлорид, свинец / сульфат свинца или ртуть / ртуть
Хлоридные (каломелевые) электроды. Эти
обычно являются твердым металлом и твердой солью, хотя в случае ртути
металл — чистая жидкость.
Электрический контакт обычно осуществляется через платиновый провод, контактирующий с
ртуть.

Эта ячейка построена с отведением / отведением
Сульфатный анод и серебро / сульфат серебра
катод, оба в растворе сульфата натрия.
Два раствора разделены анионным обменом.
мембрана, позволяющая проходить через нее отрицательно заряженным ионам,
но положительно заряженные ионы не могут. Напряжение этой ячейки все еще
зависит от тока, протекающего от него, и от температуры.
Однако при любой фиксированной температуре максимальное напряжение (при очень низком токе)
не зависит от концентрации электролита и равна
Стандартный электрохимический потенциал для
эта реакция.

верх

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.