Определяем значение катода и анода: электрохимия и гальваника, процесс электролиза и зарядки аккумулятора, гальванотехника, катод и анод в электронике. Направление тока было выбрано очень давно: от плюса к минусу, то есть от анода к катоду. При разряде гальванического элемента анод – минус, катод – плюс, при зарядке наоборот. определяем где минус, где плюс.
Назначение диода, анод диода, катод диода, как проверить диод мультиметром
- Процессы, протекающие при электролизе
- Катод у полупроводниковых приборов
- Анод обозначение. катод и анод в теории и практике
- Полярность светодиода. Где плюс (анод) и минус (катод) у светодиода?
Анод и катод
Течение катодных и анодных реакций при электролизе определяется следующими двумя законами Фарадея. В действительности масса выделившегося вещества всегда меньше указанной, что объясняется рядом побочных процессов, проходящих в ванне например, выделением водорода на катоде , утечками тока и короткими замыканиями между электродами. Выход по току существенно зависит от плотности тока на электроде. С увеличением плотности тока на электроде выход по току растет и повышается эффективность процесса. Устройство гальванической цепи. Из этой мощности только первая составляющая расходуется на проведение реакций, остальные являются тепловыми потерями процесса. Лишь при электролизе расплавленных солей часть теплоты, выделяющейся в электролите IUэ, используется полезно, так как расходуется на расплавление загружаемых в электролизер солей. Эта величина носит название выхода вещества по энергии. Как определить, где анод, а где катод?
При определении катода и анода необходимо в первую очередь ориентироваться на направление тока, а не на полярность источника питания. Несмотря на то, что эти понятия тесно связаны с полярностью тока, они больше обусловлены направлениями векторов электричества. Например, в аккумуляторах, при перезарядке, происходит изменение ролей катода и анода. Это связано с тем, что во время зарядки изменяется направление электрического тока. Электрод, выполнявший роль электрода при работе аккумулятора в режиме источника питания во время зарядки выполняет функции катода и наоборот — катод превращается в анод. На рис. Анионы устремляются к аноду, а положительные катионы — в сторону катода. Читайте также: Аварийное освещение складов, производственных цехов и помещений Рис.
Электролиз При электролизе перемещаются носители зарядов разных знаков, однако, по определению, анодом является тот электрод, в который втекает ток. На рисунке анод подсоединён к положительному полюсу источника тока, а значит, ток условно втекает в этот электрод. Обратите внимание на рисунок 2, где изображена схема гальванического элемента. Гальванический элемент Плюсовой вывод источника тока является катодом, а не анодом, как можно было бы ожидать. При внимательном изучении принципа работы гальванического элемента можно понять, почему анод является отрицательным полюсом. Обратите внимание на рисунок строения гальванического источника тока. Стрелки вверху указывают направление движения электронов, однако направлением тока условно принято считать перемещение от плюса к минусу. То есть, при замыкании цепи, ток входит именно в отрицательный полюс, который и является анодом, на котором происходит реакция окисления.
Иначе говоря, ток от положительного электрода через нагрузку попадает на анод, являющийся отрицательным полюсом гальванического элемента. При вдумчивом подходе все стает на свои места. При определении позиций анода и катода в радиоэлектронных элементах пользуются справочными материалами. На назначение электродов указывает: длина выводов для светодиодов рис. Диод Рис. Электроды светодиода Определение назначений выводов у полупроводниковых диодов можно определить с помощью измерительных приборов. Например, все типы диодов кроме стабилитронов проводят ток только в одном направлении. Если вы подключили тестер или омметр к диоду, и он показал незначительное сопротивление, то к положительному щупу прибора подключен анод, а к отрицательному — катод.
Рассмотрим условное графическое обозначение полупроводникового диода на схеме: Как мы видим, анод у диода подключается к плюсу батареи. Он так называется по той же причине — в этот вывод у диода в любом случае втекает ток. На реальном элементе на катоде есть маркировка в виде полосы или точки. У светодиода аналогично. На 5 мм светодиодах внутренности видны через колбу. Та половина, что больше — это катод. Также обстоит ситуация и с тиристором, назначение выводов и «однополярное» применение этих трёхногих компонентов делают его управляемым диодом: У вакуумного диода анод тоже подключается к плюсу, а катод к минусу, что изображено на схеме ниже.
Хотя при приложении обратного напряжения — названия этих элементов не изменятся, несмотря на протекание электрического тока в обратном направлении, пусть и незначительного. С пассивными элементами, такими как конденсаторы и резисторы дело обстоит иначе. У резистора не выделяют отдельно катод и анод, ток в нём может протекать в любом направлении. Вы можете дать любые названия его выводам, в зависимости от ситуации и рассматриваемой схемы. У обычных неполярных конденсаторов также. Реже такое разделение по названиям контактов наблюдается в электролитических конденсаторах. Анод и катод у полупроводниковых приборов Как проверить стабилитрон мультиметром Читайте также: Термопара для газового котла.
Для чего нужна. Замена Полупроводниковые элементы проводят электричество в определённом направлении. Если рассматривать полупроводниковый диод, то его электроды также носят название «катод» и «анод». При прикладывании к нему прямого напряжения: положительный заряд к аноду, диод открыт. Если положительный потенциал приходит на катод, диод закрыт. Такой диод имеет p-n переход между двумя этими областями и требователен к приложенной полярности. Вывод элемента из p-области именуется «А», из n-области — «К».
Полупроводниковый диод Разбираемся с электрическим аккумулятором Это по-настоящему классический пример химического источника электрического тока, что является возобновляемым. В обоих этих случаях будет разное направление электрического тока. Но обратите внимание, что полярность электродов при этом меняться не будет. И они могут выступать в разных ролях: Во время зарядки положительный электрод принимает электрический ток и является анодом, а отрицательный его отпускает и именуется катодом. При отсутствии движения о них разговор вести нет смысла. Во время разряда положительный электрод отпускает электрический ток и является катодом, а отрицательный принимает и именуется анодом. Знак анода и катода Каким знаком обозначается «К», каким «А», зависит от того, какая процедура и в какой области рассматривается.
В электрохимии есть два устройства, имеющие различие в обозначении знаками: электролизёр и гальванический элемент. При электролизе окислительно-восстановительном химическом взаимодействии под влиянием внешнего ИП минусом «-» обозначают катод. Именно на нём восстанавливаются металлы, из-за избытка электронов. Знаки зарядов при электролизе В гальваническом элементе окисление происходит без внешнего воздействия электричества. Если взять в качестве примера медно-цинковую батарею, то большое количество электронов минус скапливается на аноде. Они при продвижении по внешней цепи участвуют в восстановлении меди. Значит, в этом случае положительным электродом будет катод.
У гальванических элементов плюсом является катод, минусом — анод.
Любой человек сможет заменить анод своими руками. Приобрести его можно в любом сервисном центре или специализированном магазине. Замена анода включает несколько этапов. Следует отключить водонагревателя от сети и слить воду. Чтобы было быстрее, можно это сделать через обратный клапан.
Однако стоит надеть шланг, чтобы можно было контролировать поток воды, иначе все вокруг забрызгается. Нужно снять кожух с нижней части нагревателя. По окончании этого процесса откроется взгляду термодатчик и фланец; их также необходимо снять. Следует легонько пошатать и вытянуть ТЭН. Это не так и легко сделать, так как на нем уже отложились некоторые образования. Поэтому нужно приложить некоторое усилие, чтобы не повредить его.
Следующий этап — это демонтаж старого магниевого анода, находящегося по соседству с ТЭНом. Очень часто на месте целого анода можно обнаружить только пустой штырь. Это признаки разрушения слоя магния. Но все равно его нужно удалить из гнезда. Вместе с этим необходимо очистить ТЭН от накипи и только после этого можно установить новый анод. Чистку ТЭНа лучше делать в рабочем состоянии, пока налет не так сильно затвердел.
Его можно снять обычной отверткой. Если все же он затвердел, то его нужно растворить в лимонной кислоте. Пропорции должны быть такими, как: на один литр воды пятьдесят граммов кислоты. ТЭН нужно подержать в этом растворе двое суток. После этого бойлер аккуратно собирается в начальное состояние. Как видно из вышесказанного, поменять анод не так и сложно.
Просто не нужно забывать смотреть, не завелись ли бактерии, и прочищать поверхность резервуара внутри водонагревателя. А также менять анод следует регулярно. Все это будет способствовать увеличению срока эксплуатации водонагревателя. Советы Стоит придерживаться таких советов от специалистов, как: чтобы продлить срок службы нагревателя, нужно следить за его работой. Если при заборе воды слышен звук шипения, это значит, что на нагревателе появилась накипь, поэтому срочно нужно сделать чистку бойлера; обязательно нужно поставить водяные фильтры, которые во многом снижают концентрацию разных примесей, оседающих на деталях; необходимо смотреть на состояние анода. Если он уже наполовину износился, значит, в скором времени его нужно будет заменить; когда старый анод снят, а новый еще не установлен, не стоит запускать водонагреватель, чтобы разные отложения не появились на ТЭНе.
Ведь покупка нового бойлера обойдется во много раз дороже, чем сам анод; очень частое использование водонагревателя способствует появлению накипи, поэтому чистку бака следует делать один раз в год, а то и чаще; стоит помнить, что хотя нержавеющая сталь является материалом довольно стойким и может противостоять жесткой воде и примесям соли, все же это возможно лишь некоторое время. Защита продлится буквально полтора года. Поэтому лучше покупать водонагреватель с магниевым анодом, который справится со всеми проблемами. Однако дальше это не продвигается. Ведь стоимость таких изделий будет заоблачной. Люди просто не смогут покупать их, поэтому производители продолжают создавать водонагреватели с анодами.
Магний в этом случае нужен, ведь он не только обладает способностью притягивать к себе соль и не допускать ее оседания на важные элементы конструкции, но также имеет небольшой электрохимический потенциал. Но перекладывать всю вину за плохое качество защиты только на разработчиков не стоит. Не только они несут ответственность за поломки водонагревателей. Во многих регионах страны химический состав воды очень далек от идеального. А она, как известно, имеет постоянное взаимодействие не только со стенками нагревателя, но и с самими нагревательными элементами. Вот поэтому и нужен магниевый анод.
Выбор покупки зависит от решения хозяина. Можно купить водонагреватель с магниевым анодом и менять его изредка. Или же купить бойлер, имеющий анод с титановым покрытием, и забыть о его существовании. О том, как произвести замену анода, смотрите в следующем видео. Основные свойства катодов Любой электровакуумный прибор имеет электрод, предназначенный для испускания эмиссии электронов. Этот электрод называется катодом.
Электрод, предназначенный для приема эмиттированных катодом электронов, называется анодом. На анод подают более высокий и положительный относительно катода потенциал. Катод должен отдавать с единицы поверхности большой ток эмиссии при возможно низкой температуре нагрева и обладать большим сроком службы. Нагрев катода в электровакуумном приборе производится протекающим по нему током. Будет интересно Что такое шаговое напряжение и чем оно опасно Такие термоэлектронные катоды разделяются на две основные группы: катоды прямого накала, катоды косвенного накала подогревные. Катоды прямого накала представляют собой металлическую нить, которая непосредственно разогревается током накала и служит для излучения электронов.
Поверхность излучения катодов прямого накала невелика, поэтому от них нельзя получить большой ток эмиссии. Малая теплоемкость нити не позволяет использовать для нагрева переменный ток. Кроме того, при нагреве переменным током температура катода не постоянна во времени, а следовательно, меняется во времени и ток эмиссии. Положительным свойством катода прямого накала является его экономичность, которая достигается благодаря малому количеству тепла, излучаемого в окружающую среду вследствие малой поверхности катода. Катоды прямого накала изготовляются из вольфрамовой и никелевой проволоки. Для повышения экономичности катода вольфрамовую или никелевую проволоку керн «активируют» — покрывают пленкой другого элемента.
Такие катоды называются активированными. Если на поверхность керна нанесена электроположительная пленка пленка из цезия, тория или бария, имеющих меньшую работу выхода, чем материал керна , то происходит поляризация пленки: валентные электроны переходят в керн, и между положительно заряженной пленкой и керном возникает разность потенциалов, ускоряющая движение электрона при выходе его из керна. Работа выхода катода с такой мономолекулярной электроположительной пленкой оказывается меньше работы выхода электрона как из основного металла, так и из металла пленки. При покрытии керна электроотрицательной пленкой, например кислородом, работа выхода катода увеличивается. Подогревные катоды выполняются в виде никелевых гильз, поверхность которых покрывается активным слоем металла, имеющим малую работу выхода. Внутри катода помещается подогреватель— вольфрамовая нить или спираль, подогрев которой может осуществляться как постоянным, так и переменным Как работает гальванизация.
Для изоляции подогревателя от гильзы внутренность последней покрывается алундом Аl2O3. Подогревные катоды, благодаря их большой тепловой инерции, обычно питают переменным током, значительная поверхность гильзы обеспечивает большой эмиссионный ток. Подогревные катоды, однако, менее экономичны и разогреваются значительно дольше, чем катоды прямого накала. Недостатки анодной протекторной защиты от коррозии Если сдвиг потенциала анода в отрицательную сторону превысит определённое значение, возможна так называемая перезащита, которая приводит к выделению водорода на катоде, к изменению состава приэлектродного слоя и к другим процессам. Все эти процессы способствуют отслаиванию защитного изоляционного покрытия в баке и ускорению коррозии защищаемого металла. Чтобы исключить перезащиту и не допустить недозащиту, величина разности потенциалов анода и катода должна находиться в определенных пределах в зависимости от целого ряда факторов, которые могут меняться.
Причем, в случае значительного изменения этих факторов необходимо менять и величину потенциала анода. То есть, величину разности потенциалов между анодом и катодом необходимо измерять, контролировать и регулировать. В водонагревателях высокой ценовой категории применяют более совершенную, регулируемую катодную защиту от коррозии. Сдвиг потенциала защищаемого металлического объекта осуществляется с помощью внешнего источника постоянного тока. Разность потенциалов между титановым анодом и баком водонагревателя регулируется электроникой по заданной программе.
Возникновение короны у положительно заряженного стержня.
При развитии короны вблизи положительно заряженного электрода происходит постоянное расширение области, охваченной короной. Под действием сил электрического поля легкие электроны лавины передвигаются к стержню и поглощаются им, тяжелые положительные ионы направляются к катоду. Электрон может двигаться к положительно заряженному электроду за счет туннельного просачивания через потенциальные барьеры под влиянием приложенного напряжения. Перемещения такого рода приводят к миграции положительной дырки к отрицательному электроду и создает дырочный ток. Полируемая деталь всегда подвешивается на положительно заряженный электрод — анод. Основной недостаток электрохимического полирования — сглаживание острых углов при полировании деталей сложной формы.
Плотность тока на остриях детали наибольшая, поэтому острые углы растворяются быстрее, чем остальная часть детали. Электролиз хлорной меди. Отрицательные ионы хлора притягиваются к положительно заряженному электроду — аноду. Отрицательно заряженные ионы хлора притягиваются к положительно заряженному электроду — аноду. На поверхности анода каждый ион хлора С1 — разряжается, отдавая электрон аноду. Явление термоэлектронной эмиссии.
Вылетевшие из нити лампы электроны притягиваются положительно заряженным электродом А, вследствие чего во внешней цепи устанавливается ток. Если же электрод А соединен с отрицательным полюсом батареи, то он отталкивает электроны, вылетающие из накаленной нити; в этом случае тока во внешней цепи не будет. Это «ГОСТ 15596-82. Термины и определения». Там на странице 3 можно прочесть следующее: «Отрицательный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является анодом». То же самое, «Положительный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является катодом».
Термины выделены мной. Но тексты правила и ГОСТа противоречат друг-другу. В чем же дело? А всё дело в том, что, например, деталь, опущенная в электролит для никелирования или для электрохимического полирования, может быть и анодом и катодом в зависимости от того наносится на нее другой слой металла или, наоборот, снимается. Электрический аккумулятор является классическим примером возобновляемого химического источника электрического тока. Он может быть в двух режимах — зарядки и разрядки.
Направление электрического тока в этих разных случаях будет в самом аккумуляторе прямо противоположным, хотя полярность электродов не меняется. В зависимости от этого назначение электродов будет разным. При зарядке положительный электрод будет принимать электрический ток, а отрицательный отпускать. При разрядке — наоборот. При отсутствии движения электрического тока разговоры об аноде и катоде бессмысленны. Фарадей в январе 1834г.
Каковы же причины введения новых терминов в науку Фарадеем? А вот они: «Поверхности, у которых, согласно обычной терминологии, электрический ток входит в вещество и из него выходит, являются весьма важными местами действия и их необходимо отличать от полюсов». В те времена после открытия Т.
Анод и катод: что это такое, как их определить и запомнить
| Катоды и аноды: отрицательно и положительно заряженные электроды | У вакуумного диода анод тоже подключается к плюсу, а катод к минусу, что изображено на схеме ниже. |
| Катод — определение и практическое применение | При разряде гальванического элемента анод — минус, катод — плюс, при зарядке наоборот. |
| Что такое анод, а что такое катод | Что такое Анод и Катод? |
| Катод это плюс либо минус | Если подать на анод плюс, а на катод минус, то у нас диод “откроется” и электрический ток спокойно по нему потечет. |
Навигация по записям
- Виды диодов
- Анод и катод - что это и как правильно определить?
- Анод и катод – разберемся что это такое и как их определять в разных контекстах
- Почему нужно уметь отличать анод от катода
Что такое катод, определение, история и применение
Смотрите видео онлайн «Полярность светодиода. Где плюс (анод) и минус (катод) у светодиода?» на канале «Мастерство и Вдохновение» в хорошем качестве и бесплатно, опубликованное 10 сентября 2023 года в 22:16, длительностью 00:02:58. Новости и общество Самодостаточность — это стремление к одиночеству или бегство от реальности? При поиске катода и анода прибора с 3 и 4 выводами сложность заключается в поиске общего минуса или плюса.
Катод — определение и практическое применение
| Анод и катод - что это и как правильно определить? | Направление тока было выбрано очень давно: от плюса к минусу, то есть от анода к катоду. |
| Анод и катод: что это такое, как их определить и запомнить | Направление тока было выбрано очень давно: от плюса к минусу, то есть от анода к катоду. |
Катод и анод что это: что это такое, как их определить, применение
У вакуумного диода анод тоже подключается к плюсу, а катод к минусу, что изображено на схеме ниже. В анод ток входит, из катода выходит и возвращается на минус источника питания. Ток будет идти через диод, если отвод анод подключить к «плюсу», отвод «катод» — к «минусу». Распознать плюс и минус можно, если удастся рассмотреть, что у светодиода внутри. Получается, что при зарядке у аккумулятора плюс становится анодом, а минус катодом. При разряде гальванического элемента анод – минус, катод – плюс, при зарядке наоборот.
Где у светодиода плюс а где минус — 5 способ для быстрого определения
Внутри батареи аноды и катоды соединены металлическим проводником для прохождения электронов. Важно! Чтобы определить, катод и анод — это плюс или минус, нужно запомнить: в гальванотехнике отрицательным становится анод, а катод — положительный. Чтобы успешно решать задания по этой теме и писать реакции, необходимо разделять процессы на катоде и аноде. Плюс подключается к аноду, а минус к катоду. это просто заумные названия положительного и отрицательного электрода в такой системе. У гальванических элементов плюсом является катод, минусом – анод.
Что такое катод, определение, история и применение
| Анод обозначение. катод и анод в теории и практике | В данной сфере анод и катод являются ключевыми понятиями, в процессе прохождения электрохимических реакций, используемых в основном для восстановления металлов. |
| Катод и анод — где минус, а где плюс? | Почему в обозначениях диодного моста в схеме катоды диодов обозначаются как плюс а аноды как минус. |
| Анод и катод: что это такое, плюс или минус, определяем полярность | Первое, что приходит в голову — мнемоническое правило из школьного курса: анод — плюс (оба слова из 4 букв), катод — минус (оба слова из 5 букв). |
| Электролиз | При разряде гальванического элемента анод – минус, катод – плюс, при зарядке наоборот. |
| Катод и анод — где минус, а где плюс? | Химики рассматривают процессы окисления и восстановления (анод – это «плюс», а катод – «минус»). |
Полярность светодиода: как определить катод и анод самостоятельно
Если светодиод пробит пропускает напряжение в двух направлениях , на экране появляется цифра «1». При обрыве независимо от расположения щупов на экране появляются очень большое значение сопротивления. Источник света светится, если катод вставлен в «C», анод — в «E». Если используется отсек мультиметра NPN, светодиод светиться, если ножки меняются местами. По внешнему виду В производстве светодиодов используются разные корпусы. Широко применяются DIP-элементы с цилиндрическим корпусом различного диаметра. Изготавливается множество SMD для поверхностного монтажа. Свехяркие источники света отличаются размерами корпусов и кристаллов. Опытный радиолюбитель определяет катод и анод по внешним признакам. Если DIP-светодиод уже был установлен в какой-то прибор и выпаян, размеры ножек могут меняться. Плюс и минус определяется по размерам кристалла в колбе или тестированием мультиметром.
У SMD-светодиодов: катод обозначается срезом на корпусе; теплоотвод на обратной стороне корпуса располагается ближе к аноду; пиктограмма «П» к аноду обращена верхней полкой, верх пиктограммы «Т» обращен к катоду. Читайте также Как своими руками сделать светодиодный светильник Некоторые производители наносят на корпуса SMD-светодиодов определенные символы, которые позволяют определить полярность. Существуют SMD, изготовленные по другому принципу некоторые производители не соблюдают стандарты. Любая неполупроводниковая радиолампа стабилитрон состоит из анода, катода и сетки. Катодом всегда служит разогретый электрод, изготовленный в форме цилиндра. Электроны при термоэмиссии двигаются к аноду коробочке или пластине — вольфрамовому проводнику с большим сопротивлением.
В случае отсутствия маркировок чтобы узнать, как все-таки определить полярности анода и катода у диодов, применяют следующие методы. Использование мультиметра. Прибор включается в тест-режим.
Если на экране засветились цифровые значения — диод подсоединен по прямому маршруту. Внешние признаки: ближе к аноду нанесены обозначения в форме точек или кольцевых линий; вытянутая форма устройства — плюс, приплюснутый — минус; Включение питания. Собирается простейшая схема, которая состоит из батарейки и лампы. Вам это будет интересно Все об блуждающих токах Обратите внимание! Если свет не загорелся, то значит, соединили с отрицательной полярностью — это катод и, соответственно, тока не будет. Инструкция по эксплуатации. Производитель вместе с товаром прилагает подробную техническую документацию, где прописаны все необходимые параметры. Определение полюсов с помощью лампочки Как определить анод и катод Что это такое катод и анод, выясняют в частных моментах: при определении выводов у полупроводниковых элементов или при идентификации электродов в электрохимических процессах. Полупроводниковый диод требует позиционного размещения в электросхемах.
Для правильного соединения необходимо отождествить выводы. Это можно сделать по следующим признакам: маркировка, нанесённая на корпус элемента; длина выводов детали; показания тестера при измерениях в режиме омметра или проверки диодов; использование источника тока с известной полярностью. Маркировка полупроводников такого типа может быть выполнена при помощи нанесения на корпус графического обозначения диода. Тогда минус К — это вывод со стороны вертикальной линии, в которую упирается контур стрелки. Ножка диода, от которой выходит стрелка, — это плюс А. Так графически указано прямое направление тока — от «А» к «К». Другим способом обозначения анода у диодного элемента могут быть нанесённые на корпус одна или две цветные точки или пара узких колец. Существуют конструктивно выполненные диоды, у которых минусовой катодный вывод обозначен широким серебряным кольцом. Диод 2А546А-5 ДМ служит таким примером.
Примеры нанесения меток на диоды Длина ножек светодиодов, ни разу не паянных в платы, также может указывать на полярность выводов. У led-диодов длинная ножка — это положительный электрод, короткая — отрицательный вывод. К тому же форма корпуса обрез края окружности может служить ориентиром. Полярность выводов led-диодов При определении мультиметром полярности контактных выводов полупроводника подключают его в режиме тестирования диодов. Если на дисплее появились цифры, значит, диод подключён в прямом направлении. Если под рукой нет тестера, определить названия выводов диода можно, собрав последовательную цепь из батарейки, лампочки и диода. При прямом включении лампочка загорится, значит, плюс батарейки — на аноде и аналогично минус — на другом электроде. Электроды светодиода можно идентифицировать с помощью постоянного ИП с заведомо известной полярностью и включенного последовательно резистора, ограничивающего ток. Свечение элемента укажет на прямое включение.
Для этой цели можно взять батарейку RG2032 на 3 вольта и резистор сопротивлением 1кОм. Включение светодиода через ограничивающий резистор Что касается полупроводников, всегда существует строгое соответствие наименований. В других случаях правильное определение проходящих электрохимических реакций поможет чётко ориентироваться в отождествлении электродов. Процессы, протекающие при электролизе Электролиз получил широкое распространение в металлургии цветных металлов и в ряде химических производств. Такие металлы, как алюминий, цинк, магний, получают главным образом путем электролиза. Кроме того, электролиз используется для рафинирования очистки меди, никеля, свинца, а также для получения водорода, кислорода, хлора и ряда других химических веществ. Сущность электролиза заключается в выделении из электролита при протекании через электролитическую ванну постоянного тока частиц вещества и осаждении их на погруженных в ванну электродах электроэкстракция или в переносе веществ с одного электрода через электролит на другой электролитическое рафинирование. В обоих случаях цель процессов — получение возможно более чистых незагрязненных примесями веществ. Любой электровакуумный прибор имеет электрод, предназначенный для испускания эмиссии электронов.
Этот электрод называется катодом. Электрод, предназначенный для приема эмиттированных катодом электронов, называется анодом. На анод подают более высокий и положительный относительно катода потенциал. В отличие от электронной электропроводности металлов в электролитах растворах солей, кислот и оснований в воде и в некоторых других растворителях, а также в расплавленных соединениях наблюдается ионная электропроводность. Электролиты являются проводниками второго рода. В этих растворах и расплавах имеет место электролитическая диссоциация — распад на положительно и отрицательно заряженные ионы. Химия электролиза. Если в сосуд с электролитом — электролизер поместить электроды, присоединенные к электрическому источнику энергии, то в нем начнет протекать ионный ток, причем положительно заряженные ионы — катионы будут двигаться к катоду это в основном металлы и водород , а отрицательно заряженные ионы — анионы хлор, кислород — к аноду. У анода анионы отдают свой заряд и превращаются в нейтральные частицы, оседающие на электроде.
У катода катионы отбирают электроны у электрода и также нейтрализуются, оседая на нем, причем выделяющиеся на электродах газы в виде пузырьков поднимаются кверху. Электрический ток во внешней цепи представляет собой движение электронов от анода к катоду. При этом раствор обедняется, и для поддержания непрерывности процесса электролиза приходится его обогащать. Так осуществляют извлечение тех или иных веществ из электролита электроэкстракцию. Если же анод может растворяться в электролите по мере обеднения последнего, то частицы его, растворяясь в электролите, приобретают положительный заряд и направляются к катоду, на котором осаждаются, тем самым осуществляется перенос материала с анода на катод.
Если в сосуд с электролитом — электролизер поместить электроды, присоединенные к электрическому источнику энергии, то в нем начнет протекать ионный ток, причем положительно заряженные ионы — катионы будут двигаться к катоду это в основном металлы и водород , а отрицательно заряженные ионы — анионы хлор, кислород — к аноду. У анода анионы отдают свой заряд и превращаются в нейтральные частицы, оседающие на электроде. У катода катионы отбирают электроны у электрода и также нейтрализуются, оседая на нем, причем выделяющиеся на электродах газы в виде пузырьков поднимаются кверху.
Читайте также: Назначение и принцип действия токовой отсечки. Расчет уставок и коэффициента чувствительности токовой отсечки. Электрический ток во внешней цепи представляет собой движение электронов от анода к катоду. При этом раствор обедняется, и для поддержания непрерывности процесса электролиза приходится его обогащать. Так осуществляют извлечение тех или иных веществ из электролита электроэкстракцию. Если же анод может растворяться в электролите по мере обеднения последнего, то частицы его, растворяясь в электролите, приобретают положительный заряд и направляются к катоду, на котором осаждаются, тем самым осуществляется перенос материала с анода на катод. Так как при этом процесс ведут так, чтобы содержащиеся в металле анода примеси не переносились на катод, такой процесс называется электролитическим рафинированием. Если электрод поместить в раствор с ионами того же вещества, из которого он изготовлен, то при некотором потенциале между электродом и раствором не происходит ни растворения электрода, ни осаждения на нем вещества из раствора.
Такой потенциал называется нормальным потенциалом вещества. Если на электрод подать более отрицательный потенциал, то на нем начнется выделение вещества катодный процесс , если же более положительный, то начнется его растворение анодный процесс. Значение нормальных потенциалов зависит от концентрации ионов и температуры. Принято считать нормальный потенциал водорода за нуль. В табл. Кроме того, в водных растворах всегда имеются ионы водорода, которые будут выделяться ранее, чем все металлы, имеющие отрицательный нормальный потенциал, поэтому при электролизе последних значительная или даже большая часть энергии затрачивается на выделение водорода. Два разнополярных электрода Путем специальных мер можно воспрепятствовать в известных пределах выделению водорода, однако металлы с нормальным потенциалом меньше 1 В например, магний, алюминий, щелочноземельные металлы получить электролизом из водного раствора не удается. Их получают разложением расплавленных солей этих металлов.
Нормальные электродные потенциалы веществ являются минимальными, при них начинается процесс электролиза, практически требуются большие значения потенциала для развития процесса. Разность между действительным потенциалом электрода при электролизе и нормальным для него потенциалом называют перенапряжением. Оно увеличивает потери энергии при электролизе. С другой стороны, увеличивая перенапряжение для ионов водорода, можно затруднить его выделение на катоде, что позволяет получить электролизом из водных растворов ряд таких более отрицательных по сравнению с водородом металлов, как свинец, олово, никель, кобальт, хром и даже цинк. Это достигается ведением процесса при повышенных плотностях тока на электродах, а также введением в электролит некоторых веществ. Это интересно! Все о полупроводниковых диодах. Течение катодных и анодных реакций при электролизе определяется следующими двумя законами Фарадея.
В действительности масса выделившегося вещества всегда меньше указанной, что объясняется рядом побочных процессов, проходящих в ванне например, выделением водорода на катоде , утечками тока и короткими замыканиями между электродами. Выход по току существенно зависит от плотности тока на электроде. С увеличением плотности тока на электроде выход по току растет и повышается эффективность процесса. Устройство гальванической цепи. Из этой мощности только первая составляющая расходуется на проведение реакций, остальные являются тепловыми потерями процесса. Лишь при электролизе расплавленных солей часть теплоты, выделяющейся в электролите IUэ, используется полезно, так как расходуется на расплавление загружаемых в электролизер солей. Эффективность работы электролизной ванны, может быть оценена массой вещества в граммах, выделяемого на 1 Дж затраченной электроэнергии. Эта величина носит название выхода вещества по энергии.
В результате, длина и диаметр анода уменьшились. По мере эрозии, аноды подлежат регулярной замене. Критерии, по которым определяют необходимость замены анода, обычно указаны в заводской инструкции. Производители электроводонагревателей рекомендуют через один год с начала эксплуатации выполнить осмотр и оценку степени износа анода и величины отложений накипи на ТЭНах. По результатам оценки определяют периодичность замены анода и чистки от накипи. Анод протекторной защиты оказывает незначительное влияние на образование накипи на ТЭНах водонагревателя. Увеличение интенсивности электрохимических процессов на поверхности металла способствует некоторому разрыхлению слоя накипи. Камень из солей жесткости становится менее плотным и легче отделяется от металла.
Как поменять? Магниевый анод является расходной деталью, поэтому ее нужно периодически заменять. Такой процесс не отымет много сил и времени. Любой человек сможет заменить анод своими руками.
В других случаях правильное определение проходящих электрохимических реакций поможет чётко ориентироваться в отождествлении электродов. В результате взаимодействия частицы перемещаются от атома одного вещества к атому другого.
Реакция именуется окислительно-восстановительной. Потеря электронов называется окислением, элемент, отдающий электроны — восстановителем. Присоединение электронов носит название восстановление, принимающий элемент в этом процессе — окислитель. Переход электронов от восстановителя к окислителю может протекать по внешней цепи, и тогда его можно использовать в качестве источника электрической энергии. Устройства, в которых энергия химической реакции превращается в электрическую энергию, называются гальваническими элементами. Простейший классический пример гальванического элемента — две пластины, изготовленные из различного металла и погруженные в раствор электролита.
В такой системе окисление происходит на одном металле, а восстановление — на другом. Из школьных учебников химии известен пример медно-цинкового гальванического элемента, работающего за счет энергии реакции между цинком и сульфатом меди. В устройстве Якоби — Даниэля пластина из меди помещена в раствор сульфата меди медный электрод , цинковая пластина погружена в раствор сульфата цинка цинковый электрод. Цинковый электрод отдает катионы в раствор, создавая в нем избыточный положительный заряд, а у медного электрода раствор обедняется катионами, здесь раствор заряжен отрицательно. Замыкание внешней цепи заставляет электроны перетекать от цинкового электрода к медному. Равновесные отношения на границах фаз прерываются.
Идёт окислительно-восстановительная реакция. Энергия самопроизвольно протекающей химической реакции превращается в электрическую. Если химическую реакцию провоцирует внешняя энергия электрического тока, идёт процесс, называемый электролизом. Процессы, протекающие при электролизе, обратны процессам, протекающим при работе гальванического элемента. Это «ГОСТ 15596-82. Термины и определения».
Там на странице 3 можно прочесть следующее: «Отрицательный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является анодом». То же самое, «Положительный электрод химического источника тока это электрод, который при разряде источника является катодом». Термины выделены мной. Но тексты правила и ГОСТа противоречат друг-другу. В чем же дело? А всё дело в том, что, например, деталь, опущенная в электролит для никелирования или для электрохимического полирования, может быть и анодом и катодом в зависимости от того наносится на нее другой слой металла или, наоборот, снимается.
Электрический аккумулятор является классическим примером возобновляемого химического источника электрического тока. Он может быть в двух режимах — зарядки и разрядки. Направление электрического тока в этих разных случаях будет в самом аккумуляторе прямо противоположным, хотя полярность электродов не меняется. В зависимости от этого назначение электродов будет разным. При зарядке положительный электрод будет принимать электрический ток, а отрицательный отпускать. При разрядке — наоборот.
При отсутствии движения электрического тока разговоры об аноде и катоде бессмысленны. Фарадей в январе 1834г. Каковы же причины введения новых терминов в науку Фарадеем?