Катод это: Знаем ли мы, что такое АНОД? и что такое КАТОД? / Теория, измерения и расчеты / Сообщество EasyElectronics.ru

Содержание

Катод медный

      

Катод медный — это листовой профиль, полученный с помощью электролитического рафинирования меди путем осаждения ее на титановые матрицы.

Катод (от греч. κάθοδος — ход вниз; нисхождение) — это электрод некоторого прибора, присоединённый к отрицательному полюсу источника тока.

В электрохимии катод — это электрод, на котором происходят реакции восстановления. Например, при электролитическом рафинировании металлов на катоде осаждается очищенный металл. Получаемый металл также именуется катодом (например, катод медный) и используется для последующего изготовления металлической продукции (проволоки, фольги, порошка, изделий и пр.).

Катоды медные производятся по ГОСТ546-2001 — Катоды медные.

Медные катоды по химическому составу должны соответствовать меди марок М00к, М0к, М1к по ГОСТ859.

На поверхности и кромках катодов не должно быть дендритных наростов. Допускаются округленные наросты, вросшие в тело катода, а также выступы округлой формы на кромках катодов и пятна (углубления) от удаленных наростов. Поверхность катодов должна быть чистой, хорошо отмытой от электролита и шлама и не должна иметь отложений и налета сульфатов меди и никеля и механических загрязнений (кроме древесных остатков после транспортирования). Допускаются на поверхности катодов цвета побежалости и налет окисленной меди. Наличие солей жесткости и налета солей на контактных подвесках и в местах прикрепления подвески к полотну катода браковочным признаком не является.

Катоды предназначены для производства деформируемых полуфабрикатов (слитков, катанки) из меди и её сплавов. 

Марка меди катода Цена
М00к Уточняйте у менеджеров
М0к Уточняйте у менеджеров
М1к Уточняйте у менеджеров

Что такое холодный катод?

Холодный катод — это катод, который не нагревается. Хотя это может показаться очевидным, это различие очень важно для внутренних функций катода. Эти катоды, хотя они и не нагреваются специально, как горячие катоды, все же могут сильно нагреваться при использовании. Холодный катод используется в нескольких формах флуоресцентных и газовых систем освещения, таких как неоновые вывески. В то время как лампы с холодным катодом широко используются во многих современных системах, их потребление электроэнергии часто выше, чем в альтернативных системах.

Катод — это часть диода, где электричество вытекает во время использования энергии. Большинство катодов являются горячими катодами или нитями. Эти катоды поддерживают гораздо более высокую удельную мощность за счет нагрева катода. Это улучшает поток электронов и позволяет катоду поддерживать более сильный поток энергии. Эти типы катодов используются для всего: от лампочек до электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), также известных как телевизионные (телевизионные) трубки.

Холодный катод не использует никакой формы нагрева для зарядки своего потока мощности. В этом случае через катод проталкивается значительное напряжение, генерирующее электрическое поле. Затем катод использует это электрическое поле для поддержания потока мощности. Этот метод генерирования и поддержания заряда менее эффективен, чем у горячего катода, но он также генерирует меньше тепла.

Хотя холодный катод не нагревается, это не значит, что он не горячий. Когда ток проходит через катод, небольшое количество энергии передается в тепло. Это тепло улучшит энергопотребление катода, но также сделает устройство более горячим. В то время как некоторые устройства с холодным катодом всегда прохладны на ощупь, другие могут нагреваться так же, как стандартные устройства с горячим катодом.

Одним из основных применений холодных катодов является газовое освещение, такое как неоновые вывески. Напряжение, необходимое для возбуждения газов, обычно ниже, чем напряжение, необходимое для других видов освещения. Это позволяет холодному катоду работать при более низком напряжении, чем горячий катод, и генерировать меньше избыточного тепла.

Холодные катоды также являются основным способом создания подсветки для жидкокристаллических дисплеев (LCD). В этом случае холодный катод используется главным образом для более низкого тепловыделения и использования стабильного напряжения. Это позволяет большинству ЖК-телевизоров работать без активной системы охлаждения.

Проблема с холодными катодами заключается в напряжении, необходимом для поддержания их в рабочем состоянии. Горячие катоды могут очень легко работать при переменных напряжениях благодаря тепловой индукции, создаваемой их теплом. Холодные катоды не могут этого сделать, а провалы напряжения приводят к потере мощности катода. Это означает, что холодная система должна поддерживать более высокое напряжение и использовать больше электроэнергии, чем аналогичные горячие системы.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Катоды медные

Назначение и описание

Катоды медные выпускаются по ГОСТ 546, химический состав соответствует ГОСТ 859.

Предназначены для изготовления проволоки, шин, катанки, медных электролитических порошков.

Химический состав 

Элемент Массовая доля, %
М1к М0к М00к
Cu Медь, не менее 99,95 99,97 –*
Примеси, не более:
Bi Висмут 0,001 0,0005 0,0003**
Sn Олово 0,002 0,001
Ni Никель 0,002***
Fe Железо 0,003 0,001
Zn Цинк
As Мышьяк 0,002 0,0005
P Фосфор 0,0015****
Sb Сурьма 0,0004
Pb Свинец 0,003 0,0005
Ag Серебро 0,002 0,002
S Cера 0,004 0,0015
O2 Кислород 0,02 0,015
Примечания:

*          Знак «–» означает, что данный элемент определяется, но не нормируется.
**        Сумма висмута, селена и теллура. Максимальное содержание каждого элемента не должно превышать 0,0002 %.

***      Сумма никеля, цинка, кремния, олова, железа, кобальта.
****    Сумма фосфора, хрома, марганца, мышьяка, кадмия, сурьмы Упаковка и транспортировка 


Катоды формируют в пакеты массой не более 1500 кг и высотой не более 500 мм в соответствии с требованиями ГОСТ 21399.  Транспортируют всеми видами крытых транспортных средств.

Гарантийный срок хранения

Срок хранения не ограничен.

Качество

Система менеджмента качества АО «Уралэлектромедь» сертифицирована компанией LRQA на соответствие требованиям ISO 9001:2008.


Системы экологического менеджмента, управления охраной труда и промышленной безопасностью, энергетического менеджмента сертифицированы Ассоциацией по сертификации Русский Регистр на соответствие требованиям международных стандартов ISO 14001:2004, OHSAS 18001:2007, ISO 50001:2011.

Катоды медные АО «Уралэлектромедь» зарегистриров

аны на Лондонской бирже металлов: в 2010 г. под брендом UMMC — отделения электролиза ЦЭМ, в 2013 г. под брендом UMMC II — отделения безосновной технологии нового ЦЭМ.

Продукция зарегистрирована в соответствии с европейским регламентом о безопасности химической продукции REACH.

По вопросам приобретения продукции:
 

  • Начальник управления сбыта ОАО «УГМК» Храмов Олег Валерьевич +7(34368)9-68-13
  • Заместитель начальника отдела сбыта ОАО «УГМК» Плотникова Яна Евгеньевна +7(34368)9-69-13

Катод жидкий — Справочник химика 21

    Отрицательный электрод. (катод) Жидкий алюминий [c.442]

    Электролиз расплавленных солей с получением металлов отличается от электролиза водных растворов разнообразием осуществления катодных процессов. К ним относятся 1) электролиз с получением на катоде жидкого металла (алюминий, магний, натрий, литий) 2) электролиз с применением жидкого катода и образованием катодного сплава с последующей отгонкой получаемого металла (калий, кальций) 3) электролиз с получением твердой фазы на катоде (некоторые тугоплавкие металлы). На аноде, как правило, образуются газообразные продукты. [c.441]


    Наиболее энергично действуют, т. е. дают наиболее устойчивый потенциал катода, жидкие деполяризаторы, так как их легко привести в более тесное соприкосновение с катодом, чем твердые и газообразные. Существенным недостатком жидких деполяризаторов является корродирующее действие их на цинковый анод. [c.31]

    Рабочая поверхность катода гораздо меньше, чем анодов (графитовые аноды погружены в электролит). Поэтому катодная плотность тока во много раз больше, чем анодная. Это позволяет вести процесс так, чтобы вблизи катода температура была немного выше 850°, а в массе электролита и у анодов ниже 800°. Кальций образует у катода жидкую каплю, застывающую по мере перехода в стержень пониженная же температура электролита уменьшает растворимость кальция и образование однохлористого кальция. Благодаря этому достигаются высокие выходы по току, порядка 80%. [c.629]

    Все эти элементы имеют небольшие потенциалы ионизации и отрицательные значения Е° в водных растворах, что указывает на их относительно низкую способность приобретать и удерживать электроны. Записанные выше полуреакции, по-видимому, эндотермичны (т. е. АЯ° положительна) и должны характеризоваться отрицательными энтропийными эффектами (А5° отрицательна). Такие реакции не могут осуществляться самопроизвольно, так как у них А0° положительна. Поэтому обычно наиболее экономичным способом получения чистых Ка, Mg, А1 является электролиз расплавов их соединений. Электролиз представляет собой метод, при котором электроны удаляют из одного вещества на аноде и передают их другому веществу на катоде. Жидкое состояние вещества, электролиз которого осуществляется, позволяет ионам перемещаться от одного электрода к другому. Для получения указанных трех металлов необходимо проводить электролиз в неводных растворах, так как вода будет восстанавливаться до Н2(г) легче, чем ионы этих металлов в чистые металлы. Генератор электрического тока обеспечивает высокую концентрацию электронов на катоде, и ионы металлов могут перемещаться в направлении к катоду, где они присоединяют электроны и восстанавливаются в металл. Генератор [c.183]

    Электролиз ведут в специальных электрических ваннах большой мош,ности при 1000° С на аноде выделяется кислород, на катоде— жидкий алюминий. Он собирается на две ванны, откуда его периодически выпускают (рис. 103). [c.393]

    Рафинирование алюминия. При электролитическом рафинировании в качестве анода служит исходный жидкий алюминий, а катода — жидкий рафинированный алюминий. [c.201]

    При анализе изотопов легких элементов полезно охлаждать катод. жидким азотом. В этом случае шлиф (4) конструируется таким образом, чтобы катод можно было f2 к л помещать в жидкий азот. На- [c.144]


    Элементарный алюминий получают электролизом раствора АЬОз ( глинозема ) в расплавленном криолите. Процесс ведут при температурах около 1000°С в специальных электрических печах, причем иа аноде выделяется кислород, а на катоде — жидкий алюминий. Последний собирается на дне печи, откуда его периодически и выпускают. [c.189]

    Образуемые на поверхности катода жидкие сплавы легко распыляются в электролите. Щелочной металл растворяется, восстанавливая ионы тория до мета,ила. В результате остается взвесь мелкодисперсного метал- [c.350]

    Основным метолом производства кальция является электролиз расплавленного хлорида в смеси с КС1 или С р2. При этом используют графитовый анод, а в качестве катода — жидкий сплав кальция с медью, содержащей в начале процесса 30-35% Са, а в конце 62-65% Са. Из полученного сплава отгоняют в вакууме часть кальция и снова ввод1ГГ сплав в электролитический процесс. [c.329]

    При непрерывном способе выделения металлического натрия на свинцовом катоде жидкий свинец непрерывно протекает по дну ванны, обогащаясь металлическим натрием. Электролизу подвергается расплавленный Na I при 810—830° С. На графитовых анодах ванны выделяется газообразный хлор. В электролизер подается сплав свинца с = 4 % натрия (после отгонки в дистилляционной печи части металлического натрия из конечного продукта) выходящий из ванны [c.286]

    Получение металлов. Из металлов главной подгруппы II группы технически наиболее важным является магний. Обычно его получают электролизом чистого обезвоженного и расплавленного карналлита Mg b-K l или смеси соответствующих солей при температуре, превышающей точку плавления магния, применяя анод из графита Ачесона и железный катод. Жидкий магний при электролизе поднимается на поверхность, откуда его извлекают черпаками. [c.274]

    Алюминий получают электролизом расплава AI2O3 в присутствии криолита NasiAlFg] в специальных электролитических ваннах. При этом на аноде выделяется кислород, а у катода — жидкий алюминий. [c.341]

    Р. И. Агладзе и А. Ш. Авалиани [30] изучали вопросы электролитического получения сплавов марганца с кадмием. Электролитом служила расплавленная смесь Na l-Ь МпСЬ, катод — жидкий кадмий. Ток к катоду подводился хромированным стержнем. Температура опыта составляла 500—550°, плотность тока на катоде 1,0 aj M . В результате электролиза получались сплавы с содержанием марганца до 22%. Выход по току достигал в среднем 70%. Рентгенографическое исследование показало, что марганец с кадмием не сплавляются, а образуют механическую смесь. [c.330]


Никель анод, катод

Цветной металлопрокат/Никелевый прокат/Никель анод, катод

По вопросам цены и наличия обращайтесь 

по телефонам: +7 (3435) 48-50-92;  92-26-99 +7-922-109-57-42 

или отправьте Вашу заявку на E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. 

 

 

 

 

 

 

Анодный никель (используется для электролитических покрытий) изготавливают двух типов: непассивирующийся — марки НПАН и обычный — марок НПА-1 и НПА-2. Аноды из НПАН растворяются при электролизе равномерно, без образования шлама и являются предпочтительными.

Марка Ni+Co 
не менее
Примеси, не более
Fe Si Mg Mn Cu Pb S C P Bi As Другие Всего
НПАН 99,4 0,1 0,03 0,05 0,01-0,1 0,002-0,01 0,03-0,3 (O2) 0,6
НПА1 99,7 0,1 0,03 0,1 0,1 0,1 0,005 0,02 0,3
НПА2 99,0 0,25 0,15 0,1 0,15 0,15 0,005 0,1 1

Примечание: знак «–» в графах химического состава обозначает, что примесь не регламентирована.

Марка Виды изделий Применение
Анод никелевый НПАН Полосы, овальные стержни Для электролитических покрытий
Анод никелевый НПА-1 Полосы, овальные стержни
Анод никелевый НПА-2

Никелевые катоды (для электролитических покрытий) изготавливают двух типов: непассивирующийся — марки НПАН и обычный — марок НПА-1 и НПА-2. Катоды из НПАН растворяются при электролизе равномерно, без образования шлама и являются предпочтительными.

Марка Ni+Co 
не менее
Примеси, не более
Fe Si Mg Mn Cu Pb S C P Bi As Другие Всего
НПАН 99,4 0,1 0,03 0,05 0,01-0,1 0,002-0,01 0,03-0,3 (O2) 0,6
НПА1 99,7 0,1 0,03 0,1 0,1 0,1 0,005 0,02 0,3
НПА2 99,0 0,25 0,15 0,1 0,15 0,15 0,005 0,1 1

Примечание: знак «–» в графах химического состава обозначает, что примесь не регламентирована.

Марка Виды изделий Применение
Анод никелевый НПАН Полосы, овальные стержни Для электролитических покрытий
Анод никелевый НПА-1 Полосы, овальные стержни
Анод никелевый НПА-2

Цветной металлопрокат/Никелевый прокат/Никель анод, катод

Никелевые катоды

Прецизионные сплавы

Продукция

Описание

Магнитомягкие

Магнитотвердые

С заданным ТКЛР

С заданной упругостью

С высоким эл. сопротивлением

Сверхпроводники

Термобиметаллы


Будучи изготовленными из Ni высокой чистоты, никелевые катоды позволяют использовать большое количество практически полезных свойств данного металла в других материалах. Формально описываемые полуфабрикаты можно отнести к листам, но при более детальном рассмотрении этих двух видов продукции можно заметить существенные различия в способах производства и требованиях, предъявляемых к размерам и свойствам заготовок. Тем не менее, катодный никель также получил широкое распространение в промышленности, в частности в металлургической отрасли.

В компании Метотехника можно купить никелевый катод. Для этого достаточно позвонить по телефону, отправить заявку на email или сделать заказ через сайт на странице с прайс-листом.

Подробное описание способов производства указанной продукции, марки и рекомендации по применению представлены на данной странице в соответствующих разделах.

Марки

Катоды производятся из первичного никеля Н-0, Н-1у, Н-1, Н-2, Н-3. Указанные материалы имеют в своем составе очень малое количество примесей. Содержание Ni составляет 99,9%, 99,95%, 99,93%, 99,8%, 98,6% соответственно.

Химический состав первичного никеля определен и регламентируется стандартом ГОСТ 849-97.

Производство

Никелевые катоды производятся в форме листов. Однако способ их изготовления кардинально отличается от способа производства никелевых анодов. Если последние получают в результате горячей прокатки, то основной технологической операцией для производства катодов является электролиз. Исходным сырьем для получения катодного никеля служат пластины анодного никеля, который содержит 88-92% Ni и до 17 примесей.

Из всевозможных дополнительных обработок к данному типу полуфабрикатов применяется только обрезка кромок. Травление, отжиг, закалка и прочие действия, улучшающие, как правило, механические свойства материала, не предусмотрены технологией производства.

Поскольку данная продукция не предназначена для дальнейшей обработки с целью получения конечных изделий, то не предъявляются требования по размерам и механическими свойствам никелевых катодов. ГОСТ 849-97 регламентирует состояние поставки указанных полуфабрикатов.

Применение

Никелевый катод не применяется в качестве конструкционного материала или в качестве заготовки для производства более сложных изделий. Основным преимуществом продукции является химический состав, гарантирующий высокую чистоту Ni. Поскольку этот металл обладает рядом полезных свойств, среди которых особенно стоит выделить жаропрочность, жаростойкость, коррозионную стойкость и износостойкость, он нашел широкое применение в качестве легирующей добавки в жаропрочных сплавах, жаростойких и нержавеющих сталях. При выплавке перечисленных сталей и сплавов катоды из никеля добавляются в расплав в качестве шихты.

Цены

Стоимость никелевых катодов, а также возможность заказа через сайт доступна на странице Цены.

Определение катод общее значение и понятие. Что это такое катод

Понятие катода используется в области физики для обозначения отрицательного электрода . Этимология термина относится к греческому слову káthodos, что переводится как «нисходящий путь» .

Электрод называется концом электрического проводника, который собирает или передает ток, когда он находится в контакте со средой. В конкретном случае катодов это электроды, которые имеют отрицательный электрический заряд .

Концы или клеммы батареи или батареи называются полюсами, которые могут быть отрицательными или положительными. Это качество называется полярностью . Направление циркуляции электрического тока было условно зафиксировано как поток зарядов, идущий от положительного полюса к отрицательному полюсу.

В устройствах, которые обеспечивают энергию, таких как батареи, катод имеет положительную полярность . С другой стороны, если элемент выполняет потребление энергии, катод имеет отрицательную полярность .

На катодах возникают окислительно- восстановительные реакции ( окислительно- восстановительное окисление), в результате которых материал, получая электроны (элементарные частицы, имеющие отрицательный заряд), испытывает снижение степени окисления. В анодах (положительных электродах), с другой стороны, проводят реакции окисления, которые приводят к потере электронами материала и повышению его степени окисления.

Что касается этимологии, известно, что этот термин был придуман физиком и химиком Майклом Фарадеем, родом из Великобритании, который внес большой вклад в области электрохимии и электромагнетизма. В частности, Фарадей впервые упомянул об этом в контексте своих экспериментальных исследований по электричеству в седьмой серии.

Значение, которое придавалось слову катод, означало «выход, нисходящий путь», поскольку его происхождение происходит от греческого слова, которое можно перевести как «путь вниз»; в этом случае это следует понимать только применительно к электролиту электрохимических ячеек .

Он называется термоэлектронным катодом для этого электрода, который из-за термоэлектронного эффекта, генерируемого теплом, производит эмиссию электронов; Это явление также известно как эффект Эдисона . Этот тип катода, например, является источником электронов, используемых в термоэлектронных клапанах.

Одним из наиболее важных свойств термоэлектронного катода является то, что он может самостоятельно повышать свою температуру ; чтобы сделать это, он циркулирует через него нагревательный ток или использует нить накала, с которой он термически связан. Материалы, которые способны излучать электроны при не слишком высокой температуре, являются наиболее эффективными, чтобы воспользоваться преимуществами термоэлектронного эффекта; одними из наиболее распространенных являются сплавы вольфрама (который также называют вольфрамом ), тория и лантаноидов; Другой вариант — покрыть катод оксидом кальция.

С другой стороны, электронные токи, которые можно наблюдать в вакуумных трубках, — это те, которые изготовлены из стекла и оснащены минимум двумя электродами, анодом и катодом в конфигурации, которая называется диод . Когда катод нагревается, он испускает излучение, которое движется в направлении анода; Если внутренние стеклянные стены позади последнего имеют покрытие из некоторого флуоресцентного материала, то они производят интенсивную яркость.

Эта концепция встречается в большинстве экранов телевизоров и мониторов последних десятилетий, поскольку они использовали электронно-лучевые трубки, технологию, которая постоянно излучает лучи на стеклянный экран, покрытый свинцом и фосфором, для воспроизведения изображений. Свинец защищает человека от излучения молнии, а фосфор позволяет воспроизводить изображения.

Катоды

— обзор | ScienceDirect Topics

2.3 Катод

Катод должен содержать проводящую подложку (контактирующую с мембраной и проницаемую для протонов), на которой присутствуют активные центры адсорбции CO 2 и электрокаталитического превращения в присутствии протонов (рис. 21.9). Основная проблема заключается в реализации селективного преобразования, поскольку потенциалы восстановления CO 2 для различных типов продуктов весьма схожи, как показано в Таблице 21.1 [34]. Кроме того, также присутствует побочная реакция рекомбинации протонов с электронами, и, таким образом, получение высокой селективности по Фарадею и контроль селективности электрокаталитического восстановления CO 2 до целевого продукта является сложной задачей, требующей электрокаталитического, а не электрохимического воздействия. подход. Также очевидно, что во избежание образования высокоэнергетических промежуточных продуктов необходим одновременный многоэлектронный / многопротонный перенос, что является общим для других электрокаталитических реакций [35].

Рисунок 21.9. Фотоэлектрохимический фотоэлемент (компактная конструкция) со схемами фотокаталитических реакций на аноде (слева) и электрокаталитического восстановления CO 2 на катоде (справа). ( CH 2 O ) указывает на продукты гидрирования CO 2 .

Таблица 21.1. Электродные потенциалы для полуреакций электрохимического восстановления CO 2 .

Возможные полуреакции электрохимического CO 2 восстановления Электродные потенциалы (V vs.SHE) при pH 7
CO 2 (г) + e → * COO -1,90
CO 2 (г) + 2H + + 2e → HCOOH (л) −0,61
CO 2 (г) + H 2 O (л) + 2e → HCOO (водн.) + OH −0,43
CO 2 (г) + 2H + + 2e → CO (г) + H 2 O (л) −0.53
CO 2 (г) + H 2 O (л) + 2e → CO (г) + 2OH -0,52
CO 2 (г ) + 4H + + 2e → HCHO (л) + H 2 O (л) −0,48
CO 2 (г) + 3H 2 O (л) + 4e → HCHO (л) + 4OH −0,89
CO 2 (г) + 6H + (л) + 6e → CH 3 OH (л ) + H 2 O (л) −0.38
CO 2 (г) + 5 H 2 O (л) + 6e → CH 3 OH (л) + 6OH −0,81
CO 2 (г) + 8H + + 8e → CH 4 (г) + 2H 2 O (л) −0,24
CO 2 (г) + 6H 2 O (л) + 8e → CH 4 (г) + 8OH −0,25
2CO 2 (г) + 12H + + 12e → C 2 H 4 (г) + 4H 2 O (л) 0.06
2CO 2 (г) + 8H 2 O (л) + 12e → C 2 H 4 (г) + 12OH

7

-0,34
2CO 2 (г) + 12H + + 12e → CH 3 CH 2 OH (л) + 3H 2 O (л) 0,08
2CO 2 (г) + 9H 2 O (л) + 12e → CH 3 CH 2 OH (л) + 12OH (л) −0.33

SHE , стандартный водородный электрод.

Авторы и права: W. Zhang, Y. Hu, L. Ma, G. Zhu, Y. Wang, X. Xue, R. Chen, S. Yang, Z. Jin, Прогресс и перспективы электрокаталитического восстановления CO 2 для возобновляемого углеродсодержащего топлива и химикатов. Advancement of Science 5 (2017) 1700275. Авторское право: Wiley, 2018.

Одноэлектронное восстановление диоксида углерода до анион-радикала • CO 2 — легкая реакция, но высокий потенциал, необходимый для образования этого продукта, указывает на необходимость реализовать вместо этого одностадийное (прямое), а не последовательное добавление электронов / протонов, e.g., многоэлектронный перенос с образованием промежуточного продукта, представляющего возможный интерес. Например, восстановление CO 2 до метанола включает 6e и изопропанол 18e . Даже если это сложно и производительность низкая, даже эта очень сложная реакция CO 2 в изопропанол может быть реализована с селективностью [36,37], что указывает на то, что сам катализатор играет очень важную роль в определении селективного пути, который может быть практически невозможно только по электрохимическим соображениям.

Из-за конкуренции с растворителем и наличия двойного слоя электровосстановление CO 2 в воде или органических растворителях в основном приводит к таким продуктам, как муравьиная и щавелевая кислоты, с метаном и следами углеводородов C2 с высоким потенциалом [38] . Однако эти условия приводят к быстрой дезактивации [39]. Однако при работе в газовой фазе и с наночастицами металлов, нанесенными на углеродные нанотрубки, была показана возможность образования продуктов электровосстановления> C2 из CO 2 , включая изопропанол [37].

Обратите внимание, что термин «газовая фаза» обозначает операции без жидкого электролита, как в обычных элементах (рис. 21.3A), когда сама мембрана действует как электролит. Чтобы избежать обезвоживания мембраны, необходимо использовать электрод типа GDL (аналогичный тем, что используются в топливных элементах PEM). При этих «газофазных» операциях поведение отличается от поведения тех же электродов, работающих в присутствии жидкого электролита, например, в обычных элементах [40,41].Это связано с более высоким покрытием поверхности хемосорбированным CO 2 над электродом.

Усиливая этот эффект, например, вводя компонент, способный усилить адсорбцию CO 2 в GDL, можно увеличить образование ≥C2 продуктов при электрокаталитическом восстановлении CO 2 даже на электрокатализаторы, которые считаются неспособными образовывать связь C – C при восстановлении CO 2 [42]. Этот результат вносит изменения в представление о каталитической электрохимии конверсии CO 2 .Хотя есть много заявлений об уникальных свойствах меди, в частности определенных кристаллических фаз, таких как Cu (100), в образовании продуктов C2 [43–45], приведенный результат подчеркивает, что поверхностная концентрация CO 2 на электроде поверхность определяет путь трансформации. Это зависит от характеристик электрокатализатора, но особенно от конкретных условий эксплуатации. Это также влияет на механизм реакции. Хотя образование поверхностных димеров CO считается ключевым этапом в образовании связей C – C во время электрокаталитического восстановления CO 2 [44–46], экспериментальные исследования механизма электрокаталитического восстановления CO 2 до ацетата (таким образом, C2) доказывают наличие другого механизма реакции [47], включающего необходимость растворения CO 2 с образованием уксусной кислоты, вероятно, посредством реакции анион-радикала • CO 2 с адсорбированным на поверхности — CH 3 -подобных видов.Путь к муравьиной кислоте вместо этого отличается от пути образования уксусной кислоты [47].

Представленная на рис. 21.6 концепция элемента компактного типа может быть расширена путем разработки электрокатализаторов на основе меди для восстановления CO 2 . Путем изготовления электродов Cu 2 O / GDL методом электроосаждения и соединения с фотоанодом CuO / NtTiO 2 , представленным на рис. 21.6, можно реализовать компактную полную ячейку PEC [48] с использованием только некритичных исходных материалов и низкого давления. -дорогие, легко масштабируемые процедуры.Схема этого ПЭК солнечного элемента для окисления воды на стороне фотоанода и восстановления CO 2 на стороне катода показана на рис. 21.10. Обратите внимание, что он действует без внешней предвзятости и использования жертвенных агентов.

Рисунок 21.10. Схема фотоэлектрохимического полноэлементного реактора компактной конструкции, используемого для окисления воды на стороне фотоанода и восстановления CO 2 на стороне катода без внешнего смещения и использования жертвенных агентов. Электроды изготовлены из материалов, богатых землей.

Авторы и права: Графический аннотация в J. Ferreira de Brito, C. Genovese, F. Tavella, C. Ampelli, MV Boldrin Zanoni, G. Centi, S. Perathoner, CO 2 восстановление гибрида Cu 2 O – Cu / электроды газодиффузионного слоя и их интеграция в фотоэлектрокаталитическую ячейку на основе меди, ChemSusChem 12 (2019) 4274–4284. https://doi.org/10.1002/cssc.2012. Авторские права: Wiley VCH, 2019.

В экспериментах PEC без внешнего смещения и использования жертвенных агентов и 24-часовой работы общая фарадеевская селективность по углероду составляла около 90%, с примерно 75% фарадеевской селективностью по ацетату, другим продуктом являлся формиат. .При 24-часовой работе наблюдалась стабильная плотность тока 0,2 мА. Происходит трансформация электрода Cu 2 O / GDL in situ, приводящая к образованию гибридной системы Cu 2 O – Cu / GDL. Тот же электрод дает в электрокаталитических испытаниях восстановления CO 2 при -1,5 В высокую общую селективность по Фарадею (> 95%), но с селективным образованием формиата (селективность около 80%), а не ацетата. Разница между электрокаталитическими испытаниями и испытаниями в ячейке PEC происходит из-за разного потенциала, приложенного к катоду, равного -1.5 В при электрокаталитических испытаниях и ниже, определенное с фотоанода, при испытаниях PEC. Этот результат также подчеркивает, как характеристики одних и тех же электродов могут измениться при тестировании отдельно или при интеграции в полноценное устройство PEC.

Таким образом, остается несколько вопросов о механизме реакции электрокаталитического восстановления CO 2 , но общее наблюдение состоит в том, что пути реакции явно сильно зависят от поверхностной популяции частиц, адсорбированных на действующем электрокатализаторе, которые в Очередь сильно зависит от конкретных условий электрокаталитических операций.Без учета этих аспектов многие из текущих механистических исследований, в том числе теоретических подходов, не в состоянии понять эффективные возможности управления электрокаталитической химией. В то же время необходимо учитывать эти аспекты при проектировании и эксплуатации солнечных элементов PEC, и традиционные типы элементов могут не использовать эти аспекты, что приводит к оценке материалов в некорректных условиях с точки зрения как применимость, как отмечено выше и более подробно обсуждается в другом месте [26], так и использование всех возможностей, предоставляемых поверхностной электрокаталитической химией, обсужденной выше.

17.7 Электролиз — химия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите электролитические ячейки и их связь с гальваническими элементами
  • Выполнение различных расчетов, связанных с электролизом

В гальванических элементах химическая энергия преобразуется в электрическую. Обратное верно для электролитических ячеек. В электролитических ячейках электрическая энергия вызывает неспонтанные реакции в процессе, известном как электролиз .Зарядный электромобиль, изображенный в главе 18 «Введение» в начале этой главы, демонстрирует один из таких процессов. Электрическая энергия преобразуется в химическую энергию в аккумуляторе по мере его зарядки. После зарядки аккумулятор можно использовать для питания автомобиля.

В электролитических элементах используются те же принципы, что и в гальванических элементах. Мы рассмотрим три электролитических ячейки и количественные аспекты электролиза.

В расплавленном хлориде натрия ионы могут свободно перемещаться к электродам электролитической ячейки.{\ circ} = -4.0 \; \ text {V} \ end {array} [/ latex]

Источник питания (аккумулятор) должен обеспечивать минимум 4 В, но на практике применяемые напряжения обычно выше из-за неэффективности самого процесса.

Рис. 1. При прохождении электрического тока через расплавленный хлорид натрия материал разлагается на металлический натрий и газообразный хлор. Необходимо следить за тем, чтобы продукты были разделены, чтобы предотвратить самопроизвольное образование хлорида натрия.

Электролизом можно разделить воду на водород и кислород.{\ circ} = -1,229 \; \ text {V} \ end {array} [/ latex]

Обратите внимание на то, что серная кислота не расходуется и объем произведенного газообразного водорода в два раза превышает объем произведенного газообразного кислорода. Минимальное подаваемое напряжение — 1,229 В.

Рис. 2. Вода разлагается на кислород и водород во время электролиза. Серная кислота была добавлена ​​для увеличения концентрации ионов водорода и общего количества ионов в растворе, но не принимает участия в реакции. Объем собранного газообразного водорода в два раза больше объема собранного газообразного кислорода из-за стехиометрии реакции.{\ circ} = +1.229 \; \ text {V} \ end {array} [/ latex]

Эти значения предполагают, что вода должна окисляться на аноде, потому что потребуется меньший потенциал — использование реакции (ii) для окисления даст менее отрицательный потенциал ячейки. Когда эксперимент проводится, выясняется, что на аноде образуется хлор, а не кислород. Неожиданный процесс настолько распространен в электрохимии, что получил название перенапряжения. Перенапряжение — это разница между теоретическим напряжением ячейки и фактическим напряжением, необходимым для электролиза.{\ circ} = -2,71 \; \ text {V} \ end {array} [/ latex]

Реакция (v) исключена, поскольку она имеет такой отрицательный восстановительный потенциал. {\ circ} = -2.186 \; \ text {V} [/ латекс]

По мере протекания реакции ионы гидроксида заменяют ионы хлорида в растворе. Таким образом, гидроксид натрия можно получить путем испарения воды после завершения электролиза. Гидроксид натрия ценен сам по себе и используется для таких вещей, как средство для чистки духовок, открывалка для слива, а также при производстве бумаги, тканей и мыла.

Гальваника

Важным применением электролитических ячеек является гальваника . Гальваника приводит к тонкому покрытию одного металла поверх проводящей поверхности.Причины нанесения гальванического покрытия включают в себя повышение устойчивости объекта к коррозии, укрепление поверхности, создание более привлекательной отделки или очистку металла. Металлы, обычно используемые в гальванике, включают кадмий, хром, медь, золото, никель, серебро и олово. Обычные потребительские товары включают посеребренную или позолоченную посуду, хромированные автомобильные детали и ювелирные изделия. Мы можем получить представление о том, как это работает, исследуя, как производится посеребренная посуда (рис. 3).

Рисунок 3. Ложка, сделанная из недорогого металла, подключается к отрицательной клемме источника напряжения и действует как катод. Анод — серебряный электрод. Оба электрода погружены в раствор нитрата серебра. Когда через раствор пропускают постоянный ток, в конечном итоге металлическое серебро удаляется с анода и осаждается на катоде.

На рисунке анод состоит из серебряного электрода, показанного слева. Катод расположен справа и представляет собой ложку, которая изготовлена ​​из недорогого металла.{-} \; {\ longrightarrow} \; \ text {Ag} (s) [/ latex]

Конечный результат — перенос металлического серебра с анода на катод. Качество объекта обычно определяется толщиной наплавленного серебра и скоростью наплавки.

Величина тока, который может протекать в электролитической ячейке, зависит от количества молей электронов. Количество молей электронов может быть связано с реагентами и продуктами с использованием стехиометрии. Напомним, что единицей СИ для тока ( I ) является ампер (A), что эквивалентно 1 кулону в секунду (1 A = 1 [латекс] \ frac {\ text {C}} {\ text {s }}[/латекс]).Общий заряд ( Q , в кулонах) равен

[латекс] Q = I \; \ times \; t = n \; \ times \; F [/ латекс]

Где t — время в секундах, n — количество молей электронов, а F — постоянная Фарадея.

Моли электронов могут быть использованы в задачах стехиометрии. Также может быть запрошено время, необходимое для внесения определенного количества металла, как во втором из следующих примеров.

Пример 1

Преобразование тока в моль электронов
В одном процессе, используемом для гальваники серебра, ток равен 10.23 А пропускали через электролитическую ячейку ровно за 1 час. Сколько молей электронов прошло через ячейку? Какая масса серебра была нанесена на катод из раствора нитрата серебра?

Раствор
Константу Фарадея можно использовать для преобразования заряда ( Q ) в моли электронов ( n ). { -}} = 0.{-}} \; \ times \; \ frac {107.9 \; \ text {g \; Ag}} {1 \; \ text {mol \; Ag}} = 41.19 \; \ text {g \; Ag} [/ латекс]

Проверьте свой ответ: исходя из стехиометрии, из 1 моля электронов получается 1 моль серебра. Было задействовано менее половины моля электронов и было произведено менее половины моля серебра.

Проверьте свои знания
Металлический алюминий можно получить из ионов алюминия электролизом. Какая будет половинная реакция на катоде? Какая масса металлического алюминия будет восстановлена, если ток 2?{-} \; {\ longrightarrow} \; \ text {Al} (s) [/ latex]; 7,77 моль Al = 210,0 г Al.

Пример 2

Время, необходимое для осаждения
В одном случае слой хрома толщиной 0,010 мм должен быть нанесен на деталь с общей площадью поверхности 3,3 м. 2 из раствора, содержащего ионы хрома (III). Сколько времени нужно, чтобы нанести слой хрома, если ток равен 33,46 А? Плотность хрома (металла) 7,19 г / см 3 .

Решение
Эта проблема связана с рядом рассмотренных ранее тем.Схема того, что необходимо сделать:

  • Если можно определить общий заряд, необходимое время — это просто заряд, деленный на текущий
  • Общий заряд может быть получен из необходимого количества Cr и стехиометрии
  • Количество Cr может быть получено исходя из плотности и необходимого объема Cr
  • Требуемый объем Cr равен толщине, умноженной на площадь

При пошаговом решении и обращении с единицами требуется объем Cr

[латекс] \ text {volume} = (0.4 \; \ text {s} = 11.0 \; \ text {hr} [/ latex]

Проверьте свой ответ: В такой длинной задаче одной проверки, вероятно, недостаточно. Каждый из шагов дает разумное число, так что все, вероятно, правильно. Обратите особое внимание на преобразование единиц измерения и стехиометрию.

Проверьте свои знания
Какая масса цинка требуется для гальванизации верхней части листа железа 3,00 м × 5,50 м до толщины 0,100 мм цинка? Если цинк поступает из раствора Zn (NO 3 ) 2 и ток равен 25.5 А сколько времени займет гальванизация верха утюга? Плотность цинка 7,140 г / см 3 .

Ответ:

231 г Zn потребовалось 446 минут.

Электролиз — это использование электричества для инициирования непредвиденного процесса. Электролитические ячейки — это электрохимические ячейки с отрицательными потенциалами ячейки (что означает положительную свободную энергию Гиббса), и поэтому они не являются спонтанными. Электролиз может происходить в электролитических ячейках путем включения источника питания, который подает энергию, заставляющую электроны течь в неспонтанном направлении.Электролиз проводится в растворах, которые содержат достаточно ионов, чтобы ток мог течь. Если раствор содержит только один материал, например, при электролизе расплавленного хлорида натрия, легко определить, что окисляется, а что восстанавливается. В более сложных системах, таких как электролиз водного хлорида натрия, более одного вида могут быть окислены или восстановлены, и стандартные восстановительные потенциалы используются для определения наиболее вероятного окисления (полуреакция с наибольшим [наиболее положительным] стандартным восстановительным потенциалом ) и восстановления (полуреакция с наименьшим [наименее положительным] стандартным восстановительным потенциалом).Иногда возникают неожиданные полуреакции из-за перенапряжения. Перенапряжение — это разница между теоретическим потенциалом восстановления полуреакции и фактическим требуемым напряжением. Если он присутствует, приложенный потенциал должен быть увеличен, чтобы в электролитической ячейке могла произойти другая реакция. Полный заряд, Q , который проходит через электролитическую ячейку, может быть выражен как ток ( I ), умноженный на время ( Q = It ), или как моль электронов ( n ), умноженная на постоянную Фарадея. ( Q = нФ).Эти отношения могут использоваться для определения таких вещей, как количество материала, используемого или образованного во время электролиза, как долго должна продолжаться реакция или какое значение тока требуется.

Химия: упражнения в конце главы

  1. Укажите реакцию на аноде, реакцию на катоде, общую реакцию и приблизительный потенциал, необходимый для электролиза следующих расплавов солей. Предположим, что стандартные состояния и стандартные восстановительные потенциалы в Приложении L такие же, как и при каждой из точек плавления.Предположим, что КПД равен 100%.

    (а) CaCl 2

    (б) LiH

    (в) AlCl 3

    (г) CrBr 3

  2. Какая масса каждого продукта производится в каждой из электролитических ячеек предыдущей задачи, если через каждую ячейку проходит общий заряд 3,33 × 10 5 Кл? Предположим, что напряжения достаточно для уменьшения.
  3. Сколько времени нужно, чтобы восстановить 1 моль каждого из следующих ионов с помощью указанного тока? Предположим, что напряжения достаточно для уменьшения.

    (а) Al 3+ , 1,234 A

    (б) Ca 2+ , 22,2 A

    (в) Cr 5+ , 37,45 A

    (г) Au 3+ , 3,57 А

  4. Через элемент, показанный на Рисунке 2, проходит ток 2,345 А в течение 45 минут. Какой объем водорода собирается при комнатной температуре, если давление составляет ровно 1 атм? Предположим, что напряжения достаточно для уменьшения. (Подсказка: водород — единственный газ, присутствующий над водой?)
  5. Металлическая деталь неправильной формы, изготовленная из определенного сплава, была оцинкована цинком с использованием раствора Zn (NO 3 ) 2 .При использовании силы тока 2,599 А для нанесения на деталь слоя цинка толщиной 0,01123 мм требовалось ровно 1 час. Какова была общая площадь поверхности детали? Плотность цинка 7,140 г / см 3 . Предположим, что КПД равен 100%.

Глоссарий

электролиз
Процесс, использующий электрическую энергию для возникновения несамопроизвольного процесса
электролизер
ячейка электрохимическая, в которой используется электролиз; ячейка электрохимическая с отрицательным потенциалом ячейки
гальваника
нанесение тонкого слоя одного металла поверх проводящей поверхности
перенапряжение
разность между теоретическим потенциалом и фактическим потенциалом в электролитической ячейке; «дополнительное» напряжение, необходимое для того, чтобы произошла некоторая несамопроизвольная электрохимическая реакция

Решения

Ответы на упражнения в конце главы по химии

2.(a) [латекс] \ begin {array} {r @ {{} = {}} l} \ text {mass \; Ca} & 69.1 \; \ text {g} \\ [0.5em] \ text {mass \; Cl} _2 & 122 \; \ text {g} \ end {array} [/ latex]; (б) [латекс] \ begin {array} {r @ {{} = {}} l} \ text {mass \; Li} & 23.9 \; \ text {g} \\ [0.5em] \ text {mass \; H} _2 & 3.48 \; \ text {g} \ end {array} [/ latex]; (c) [латекс] \ begin {array} {r @ {{} = {}} l} \ text {mass \; Al} & 31.0 \; \ text {g} \\ [0.5em] \ text {mass \; Cl} _2 & 122 \; \ text {g} \ end {array} [/ latex]; (d) [латекс] \ begin {array} {r @ {{} = {}} l} \ text {mass \; Cr} & 59.8 \; \ text {g} \\ [0.5em] \ text {mass \; Br} _2 & 276 \; \ text {g} \ end {array} [/ latex]

4. 0,79 л

Анод

против катода: в чем разница?

Lindsee Z 22 ноября 2021 г.

Этот пост изначально был размещен в блоге Dragonfly Energy.


Если вам было сегодня лет, когда вы узнали, что такое анод и катод, вы не одиноки. Большинство из нас редко сталкивается с этими условиями, если только мы не ремонтируем водонагреватель или не устанавливаем аккумуляторы на вашем автомобиле или лодке.Итак, если вы ищете статью, в которой разъясняется разница на простом английском языке, не ищите дальше. Здесь мы обсуждаем, что такое анод, что такое катод, как они оба работают и где они используются.

Приступим!

Анод и катод в батареях: обзор

Пытаться понять, как работают батарейки, может казаться изучением другого языка, особенно если вы почти не помните школьную химию. Ниже мы рассмотрим компоненты, которые необходимы батарее для зарядки и выработки энергии (кратким и понятным способом).

Анод

Анод — это отрицательный электрод, и это одна из основных частей батареи. Обычно он сделан из металла, который окисляется и отправляет электроны на катод (положительный электрод). Это электрохимическая реакция, которая производит электроны (то есть электричество).

Как работает анод?

Анод — это окисляющий металл, такой как цинк или литий, что означает, что он теряет электроны. Он находится в растворителе электролита и медленно разрушается, когда электроны движутся по проводнику к катоду.

Проводник (будь то металлический провод или трубка) — это то, как мы получаем доступ к электричеству, производимому анодом, и, в конечном итоге, как батарея питает наши устройства. Как только анод полностью разрушается, аккумулятор умирает (или теряет заряд).

Материалы для анодов

Аноды могут быть из разных материалов. К ним относятся цинк, литий, графит или платина. Хороший анод должен быть эффективным восстановителем, иметь хорошую проводимость, стабильность и высокий кулоновский выход (выход электроэнергии).

Катод

Катод, как и анод, также является одним из электродов в батарее. Однако катод называют положительным электродом, потому что он скорее приобретает электроны, чем теряет их. Следовательно, аноды окисляются (теряют электроны), а катоды восстанавливаются (приобретают электроны).

Как работает катод?

По сути, катод предназначен для приема электронов от анода. И анод, и катод погружены в раствор электролита, и электричество проходит через проводник от отрицательной к положительной части вашей батареи.Вкратце, так аккумулятор вырабатывает электричество.

Чтобы увидеть, как работает катод, щелкните здесь, чтобы посмотреть короткое, но фантастическое видео, объясняющее этот процесс.

Материалы, пригодные для катодов

Катодом может быть любой материал, при условии, что он является эффективным окислителем, стабильным при контакте с электролитом. Из оксидов металлов получаются отличные катодные материалы, потому что они также имеют полезное рабочее напряжение. К ним относятся оксид меди, оксид лития и оксид графита.

Как отличить анод от катода?

Анод против катода. Другими словами: как отличить их от батареи?

На самом деле все очень просто. Большинство батарей для автофургонов, автомобилей и даже бытовых аккумуляторов имеют знаки плюса (+) и минуса (-) на каждом конце. Поскольку анод является отрицательным электродом (и, таким образом, теряет электроны), знак минус относится к аноду. С другой стороны, знак плюс относится к катоду, потому что это положительный электрод (и, таким образом, он получает электроны).

Почему важно знать разницу между анодом батареи и катодом

Важно понимать разницу между анодом и катодом, потому что вы можете точно понять, как работают ваши батареи, находитесь ли вы на лодке, управляете ли вы на прогулочном транспортном средстве или даже просто меняете батарейки в пульте дистанционного управления. Независимо от того, настраиваете ли вы солнечную батарею самостоятельно или заменяете батареи, вы будете уверены в своих способностях правильно установить электростанцию ​​вашего устройства.

Также полезно, когда вы заводите машину от рывка. Вы когда-нибудь рисуете заготовку, пытаясь понять, куда нужно прикрепить зажимы кабеля усилителя? Теперь вы знаете, что один идет на отрицательный конец (анод), а другой — на положительный конец (катод).

Плюс, вы можете говорить с друзьями умно!

Роль анодов и катодов в других местах

Аноды и катоды играют важную роль не только в батареях, но и в других местах. Например, на кораблях есть «расходуемые аноды», которые действуют как защитное средство для катода, который является основным материалом, который необходимо защищать от коррозии.

Вы также найдете аноды в бытовых коммуникациях. Водонагреватели имеют жертвенные анодные стержни, которые продлевают срок службы водонагревателя. По сути, анодный стержень притягивает минералы, содержащиеся в воде, и разрушает его, а не сам резервуар. Отсюда и название «жертвенный».

Аноды

также могут помочь защитить резервуары с жидкостью и трубы от коррозии — всегда для защиты катода (т.е. важного материала, который производители хотят сохранить).

Анод против катода: теперь вы знаете

Большинство из нас понятия не имеет, что такое анод или катод, просто потому, что мы не используем эти термины в повседневной жизни.Однако, если у вас есть автомобиль, туристический транспорт, лодка, вы любите возиться или просто хотите знать, как все работает, полезно ознакомиться с анодами и катодами.

В конце концов, они в ваших батареях, водонагревателе и во многих других местах вашей повседневной жизни!

Есть вопросы по анодам и катодам? Оставляйте их в комментариях ниже.

Столбик Анод vs Катод: в чем разница? впервые появился на Dragonfly Energy.

Что такое катод? — Определение из Corrosionpedia

Что означает катод?

Катод — это электрод, через который отрицательно заряженные электроны входят в устройство или систему из внешней цепи в случае электролитической ячейки, или он является источником электронов в электронном клапане.В случае первичной ячейки терминал может иметь положительный заряд.

Изучение катодов важно, потому что они являются основой электрических, электронных и электрохимических исследований процессов, которые имеют фундаментальное значение для научных приложений, включая предотвращение коррозии.

Corrosionpedia объясняет катод

Катод имеет два основных значения в двух различных ситуациях:

  • В электролитической ячейке вывод катода соединен с отрицательным выводом источника питания, притягивая положительно заряженные частицы.
  • В гальваническом элементе катод — это вывод, на который подается положительный заряд из-за электрохимической реакции, как в случае батареи.

Процесс коррозии требует наличия как катода, так и анода, а также электролита. Большинство типов коррозии, за исключением некоторых форм высокотемпературной коррозии, возникают из-за образования электрохимических ячеек. Ячейка для защиты от коррозии имеет анод, на котором происходит химическая реакция или окисление, в результате чего происходит истощение или разрушение материала, катодный вывод, на котором происходит реакция восстановления, и параллельные проводящие металлические и электролитические пути потока, соединяющие анод и катод, через которые проходят электроны и ионы. .Разность потенциалов поддерживается реакцией между катодом и анодом, чтобы обеспечить непрерывность ячейки. Возникновение потенциала может быть связано с характеристиками металлов, состоянием поверхности и концентрацией химических веществ в окружающей среде.

В некоторых коррозионных ячейках электроны могут течь по проводящему металлическому пути от участка поверхности, где происходят анодные химические реакции на поверхностях, где возможны катодные реакции. Заряженные частицы проходят через электролит, чтобы обеспечить баланс потока электронов.Анионы текут в направлении анода, а катионы текут в направлении катода, чтобы поддерживать разность потенциалов. В результате анод подвергается коррозии из-за продолжающейся электрохимической реакции, в то время как катод не подвергается коррозии.

В электрической цепи катод отличается от анода на основе направления тока. Электрический ток означает движение электрического заряда. Согласно этому соглашению направление тока зависит от того, как движется положительный заряд, а не от того, как движутся отрицательный заряд или электроны.Итак, если электроны движутся в ячейке в одном направлении, то, по соглашению, ток течет в противоположном направлении. Таким образом, катод представляет собой отрицательно заряженный электрод, притягивающий положительный заряд и являющийся источником избыточных электронов.

Гальваническая коррозия | Американская ассоциация гальванизаторов

Дом » Коррозия » Процесс коррозии » Гальваническая коррозия

Существует два основных типа гальванических элементов, вызывающих коррозию: биметаллическая пара и концентрационная ячейка.Биметаллическая пара похожа на батарею, состоящую из двух разнородных металлов, погруженных в раствор электролита. Электрический ток (поток электронов) генерируется, когда два электрода соединены внешним проводящим путем.

Концентрационная ячейка состоит из анода и катода из одного и того же металла или сплава и пути обратного тока. Электродвижущая сила обеспечивается разницей в концентрации поверхностей на внешнем пути.

Для возникновения коррозии в гальваническом элементе необходимы четыре элемента:

  • Анод — Электрод, в котором гальваническая реакция (-ы) генерирует электроны — отрицательные ионы разряжаются и образуются положительные ионы.На аноде возникает коррозия.
  • Катод — Электрод, который принимает электроны — положительные ионы разряжаются, отрицательные ионы образуются. Катод защищен от коррозии.
  • Электролит Проводник, по которому проходит ток. Электролиты включают водные растворы или другие жидкости.
  • Путь обратного тока — Металлический путь, соединяющий анод с катодом. Часто это нижележащая металлическая подложка.

Все четыре элемента (анод, катод, электриолит и обратный ток) необходимы для возникновения коррозии. Удаление любого из этих элементов остановит прохождение тока и не произойдет гальванической коррозии. Замена анода или катода на другой металл может привести к изменению направления тока на противоположное, что приведет к переключению на электрод, подверженный коррозии.

Гальваническая серия металлов (справа) перечисляет металлы и сплавы в порядке убывания их электрической активности.Металлы, расположенные ближе к вершине таблицы, являются менее благородными металлами и имеют большую тенденцию к потере электронов, чем более благородные металлы, находящиеся ниже в списке.

Электрохимия — Химия средней школы

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в качестве ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Разница между анодом и катодом (со сравнительной таблицей)

Анод и Катод — это две классификации, по которым классифицируются электроды. Существенная разница между анодом и катодом состоит в том, что на аноде происходит окисление .Напротив, на катоде происходит восстановление .

Люди в большинстве своем ошибочно считают анод особенно положительным, а катод особенно отрицательным. Но в этом содержании вы узнаете, что различие между анодом и катодом не зависит только от типа полярности. Но сначала см. —

Что такое электрод?

Важнейший компонент электрохимической ячейки, контактирующий с электролитом, известен как электрод.Электрод действует как металлический контакт, через который ток входит и выходит из электролита. Более конкретно, мы можем сказать, что он рассматривается как поверхность, на которой происходит окислительно-восстановительная реакция между металлом и раствором.

Электрод обычно представляет собой электрический проводник / полупроводник внутри электрохимической ячейки. Он определяет проводящую фазу, в которой происходит перенос носителей заряда.

Электрод, теряющий электроны и принимаемый электролитом, подвергается окислению.Однако, когда происходит обратная операция, то есть когда электрод приобретает электроны, которые высвобождаются электролитом, восстанавливаются.

Содержание: анод против катода

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Экспериментальный анализ
  5. Заключение

Таблица сравнения

Основа для сравнения Анод Катод
Основной Электрод, на котором происходит окисление. Электрод, на котором происходит восстановление.
Полярность клемм в электролитической ячейке Положительная Отрицательная
Полярность клемм в гальванической ячейке Отрицательная Положительная
Поведение Анод в электролитической ячейке притягивает анионы. Катод в электролитической ячейке притягивает катионы.
Природа В электролитической ячейке он является источником положительного заряда или акцептором электронов. В электролитической ячейке это источник отрицательного заряда или донор электронов.

Определение анода

Анод — это тип электрода, который может иметь как положительную, так и отрицательную полярность, в зависимости от типа ячейки. Однако анод конкретно определяется как электрод, на котором происходит окисление, то есть потеря электронов.

Здесь следует отметить, что нельзя определить анод конкретно как положительный или отрицательный в целом, поскольку его полярность показывает зависимость от типа ячейки.

Определение катода

Подобно аноду, катод может удерживать как положительный, так и отрицательный заряд в зависимости от типа элемента. Что касается катода, говорят, что это электрод, в котором происходит восстановление, т.е. происходит усиление электронов.

Так же, как анод, даже катод не может быть определен в соответствии с его положительной или отрицательной полярностью, но возникновение восстановления на электроде означает, что это катод.

Ключевые различия между анодом и катодом

  1. Ключевым фактором различия между анодом и катодом является то, что анод соответствует электроду, где происходит окисление i.е. происходит потеря электронов. В то время как катод соответствует электроду, на котором происходит восстановление, т.е. происходит усиление электронов.
  2. Конкретное обозначение анода как положительного, а катода как отрицательного неверно. Это происходит потому, что полярность клемм меняется в зависимости от типа используемого элемента, т. Е. Электролитического или гальванического.
  3. Для электролитической ячейки анод действует как положительный вывод, а катод — отрицательная полярность. Таким образом, анод притягивает отрицательно заряженные частицы, а катод притягивает положительно заряженные частицы.
  4. Для гальванического элемента анод имеет отрицательную полярность, а катод действует как положительный вывод. Следовательно, здесь анод будет притягивать положительно заряженные частицы, а катод будет притягивать отрицательно заряженные частицы.

Экспериментальный анализ

Рассмотрим схему гальванической ячейки, показанную ниже, чтобы понять, как протекает ток через раствор.

Здесь, в двух отдельных стаканах, находится раствор сульфата меди и сульфата цинка.Для поддержания электрического контакта между двумя растворами используется солевой мостик, содержащий хлорид калия. Два электрода из цинка и меди, которые будут действовать как анод и катод, соединены металлическим проводом через переключатель.

Во время разомкнутого состояния переключателя из-за разомкнутой цепи никакой реакции не происходит ни в одном из стаканов, и поэтому не будет протекания тока через провод. Кроме того, переключатель находится во включенном состоянии, и мы получим замкнутую схему, тогда электроны от Zn-электрода мигрируют ( окисление, ) через солевой мостик и восстанавливаются на Cu-электроде ( восстановление ).

Движение анионов (отрицательно заряженных частиц) генерирует ток, который течет по металлической проволоке. Однако направление потока тока будет противоположным течению тока.

Как вы заметили здесь, среди двух электродов окисление происходит на цинковом электроде, таким образом, это анод с отрицательной полярностью, а восстановление происходит на медном электроде, таким образом, это катод с положительной полярностью в гальванической ячейке.

Однако, учитывая электролитическую ячейку, полярность анодного и катодного выводов будет обратной.Давайте поймем это, рассмотрев схему электролитической ячейки, показанную ниже:

Здесь взят хлорид натрия в расплавленном состоянии, в который погружена пара электродов. В расплавленном состоянии ионы Na + и Cl разделяются и находятся в свободном состоянии. Наряду с этим два электрода соединены батареей.

Электрод, соединенный с отрицательной клеммой батареи, притягивает ионы Na + , в то время как анионы i.например, Cl течет к электроду, соединенному с положительной клеммой. При достижении соответствующего электрода потенциал батареи позволяет получать электроны ( уменьшение ) ионами Na +, образуя металлический натрий.

Na + + e = Na

Точно так же ионы Cl теряют электроны ( окисление ) на электроде, соединенном с отрицательной клеммой, в результате чего образуется газ Cl 2 . Здесь положительный электрод, на котором происходит окисление, — это анод, а электрод, на котором происходит восстановление, — это катод.

2 Класс = Класс 2 + 2e

Здесь следует отметить, что поскольку здесь электроны движутся от катода к аноду, ток будет направлен от анода к катоду.

Прохождение тока через расплавленный хлорид натрия приводит к его разложению на элементы, то есть металлический натрий и газообразный хлор.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *