Quais são o ânodo e o cátodo?

O ânodo e o cátodo são os tipos de eletrodos encontrados nas células eletroquímicas. Estes são dispositivos capazes de produzir energia elétrica através de uma reação química . As células eletroquímicas mais usadas são as baterias.

Existem dois tipos de células eletroquímicas, células eletrolíticas e células galvânicas ou voltaicas. Nas células eletrolíticas, a reação química que produz energia não ocorre espontaneamente, mas a corrente elétrica é transformada em uma reação química de redução da oxidação.

Quais são o ânodo e o cátodo? 1

A célula galvânica é composta por duas meias-células. Estes são conectados por dois elementos, um condutor metálico e uma ponte de sal.

O condutor elétrico, como o nome indica, conduz eletricidade, porque possui muito pouca resistência ao movimento da carga elétrica. Os melhores drivers são geralmente metais.

A ponte de sal é um tubo que conecta as duas meias-células, mantendo o contato elétrico e sem permitir a junção dos componentes de cada célula. Cada meia célula da célula galvânica contém um eletrodo e um eletrólito.

Quando a reação química ocorre, uma das meias-células perde elétrons em seu eletrodo, através do processo de oxidação; enquanto o outro ganha os elétrons para o eletrodo, através do processo de redução.

Os processos de oxidação ocorrem no ânodo e os processos de redução no cátodo

Definição de ânodo e cátodo

Ânodo

O nome do ânodo vem do grego ανά (aná): para cima, e οδός (odós): caminho. Faraday foi quem cunhou esse termo no século XIX.

A melhor definição de ânodo é o eletrodo que perde elétrons em uma reação de oxidação. Normalmente está ligado ao pólo positivo do trânsito de corrente elétrica, mas nem sempre é o caso.

Embora o ânodo seja o pólo positivo nas baterias, o oposto é verdadeiro nas luzes led, o ânodo sendo o pólo negativo.

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Normalmente, o sentido da corrente elétrica é definido, valorizando-o como um sentido das cargas livres, mas se o condutor não for metálico, as cargas positivas que ocorrem são transferidas para o condutor externo.

Esse movimento implica que temos cargas positivas e negativas que se movem em direções opostas; portanto, diz-se que a direção da corrente é o caminho das cargas positivas dos cátions que estão no ânodo para a carga negativa dos ânodos. que estão no cátodo.

Nas células galvânicas, com um condutor metálico, a corrente gerada na reação segue o caminho do pólo positivo para o negativo.

Mas nas células eletrolíticas, por não ter um condutor metálico, mas um eletrólito, podem ser encontrados íons com carga positiva e negativa que se movem em direções opostas.

Os ânodos termoiônicos recebem a maioria dos elétrons que provêm do cátodo, aquecem o ânodo e precisam encontrar uma maneira de se dissipar. Esse calor é gerado na tensão que ocorre entre os elétrons.

Ânodos especiais

Existe um tipo de ânodo especial, como os encontrados nos raios X. Nesses tubos, a energia produzida pelos elétrons, além de produzir raios X, gera uma grande energia que aquece o ânodo.

Esse calor é produzido na voltagem diferente entre os dois eletrodos e que exerce pressão sobre os elétrons. Quando os elétrons se movem na corrente elétrica, eles impactam o ânodo transmitindo seu calor.

cátodo

O cátodo é o eletrodo com carga negativa, que sofre uma reação de redução na reação química, onde seu estado de oxidação é reduzido quando recebe elétrons.

Assim como o ânodo, Faraday sugeriu o termo cátodo que vem do grego κατά [catá]: ‘abaixo’ e ὁδός [odós]: ‘caminho’. Esse eletrodo recebeu a carga negativa ao longo do tempo.

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Essa abordagem foi falsa, pois, dependendo do dispositivo em que você está, ele tem uma carga ou outra.

Essa relação com o polo negativo, assim como com o ânodo, surge da suposição de que a corrente flui do polo positivo para o negativo. Isso surge dentro de uma célula galvânica.

Dentro das células eletrolíticas, os meios de transferência de energia, não estando em um metal, mas em um eletrólito, íons negativos e positivos que se movem em direções opostas podem coexistir. Mas, por acordo, diz-se que a corrente vai do ânodo ao cátodo.

Catodos especiais

Um tipo de cátodos específicos são os cátodos termiônicos. Nestes, o cátodo emite elétrons pelo efeito do calor.

Nas válvulas termiônicas, o cátodo pode se aquecer circulando uma corrente de aquecimento em um filamento acoplado a ele.

Reação de equilíbrio

Se pegarmos uma célula galvânica, que é a célula eletroquímica mais comum, podemos formular a reação de equilíbrio que é gerada.

Cada meia célula que compõe a célula galvânica tem uma tensão característica conhecida como potencial de redução. Dentro de cada meia célula ocorre uma reação de oxidação entre os diferentes íons.

Quando essa reação atinge o equilíbrio, a célula não pode fornecer mais tensão. Neste momento, a oxidação que está ocorrendo na meia célula daquele momento terá um valor positivo quanto mais próximo estiver do equilíbrio. O potencial de reação será maior quanto mais equilíbrio for alcançado.

Quando o ânodo está em equilíbrio, ele começa a perder elétrons que passam através do condutor para o cátodo.

A reação de redução está ocorrendo no cátodo, quanto mais distante estiver do equilíbrio, maior o potencial da reação quando os elétrons que vêm do ânodo forem produzidos e capturados.

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Referências

  1. HUHEEY, James E., et al. Química inorgânica: princípios de estrutura e reatividade . Pearson Education India, 2006.
  2. SIENKO, Michell J.; ROBERT, A. Química: princípios e propriedades . Nova York, EUA: McGraw-Hill, 1966.
  3. BRADY, James E. Química geral: princípios e estrutura . Wiley, 1990.
  4. PETRUCCI, Ralph H., et al. química geral . Fundo Interamericano de Educação, 1977.
  5. MASTERTON, William L.; HURLEY, Cecile N. Química: princípios e reações . Cengage Learning, 2015.
  6. BABOR, Joseph A.; BABOR, JoseJoseph A.; AZNÁREZ, José Ibarz. Química geral moderna: uma introdução à físico-química e química descritiva superior (inorgânica, orgânica e bioquímica) . Marin, 1979.
  7. CHARLOT, Gaston; TRÉMILLON, Bernard; BADOZ-LAMBLING, J. Reações eletroquímicas . Toray-Masson, 1969.

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