Electrod

Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea altor semnificații, consultați Sudarea cu electrozi acoperiți .

Un electrod este un conductor de primă clasă (de exemplu metal sau grafit ) folosit pentru a face contact electric cu o parte nemetalică a unui circuit (de exemplu un semiconductor , un electrolit sau vidul ).

Într-un limbaj necorespunzător, termenul „electrod” este uneori folosit pentru a indica nu numai conductorul, ci semicelula (sau jumătatea elementului ) din care face parte conductorul. ^[1] În cazul celulelor galvanice vorbim mai ales de semi - element galvanic sau semi-grămadă .

Electrochimie

Într-o soluție electrochimică , un electrod poate fi un anod sau un catod , conform termenilor inventați de Michael Faraday .

Anodul este definit ca electrodul pe care are loc oxidarea , în timp ce catodul este electrodul pe care are loc reducerea . Un electrod poate acționa ca un anod sau un catod în funcție de tipul de reacție chimică care are loc acolo.

În primul tip de celule electrochimice , în care reacția nu poate fi inversată, corespondența anodului și a catodului cu electrozii este fixată. Celula poate fi descărcată, dar nu reîncărcată. Anodul este negativ (dă electroni ) și catodul este pozitiv (capătă electroni).

În celulele de al doilea tip, cum ar fi bateriile reîncărcabile , în timpul încărcării anodul este pozitiv și catodul negativ, în timp ce în timpul descărcării polaritatea este inversată.

Termenul de electrod de lucru este destinat să indice un anumit electrod, utilizabil în analiza chimică potențiometrică , al cărui potențial variază în funcție de concentrația unei anumite specii ionice (care reprezintă analitul) prezentă în soluție. Pe de altă parte, electrodul de referință reprezintă celălalt semi-element galvanic care are potențial constant și închide circuitul.

Clasificare

Electrozii (în sensul „jumătăților de celule”) sunt împărțiți în diferite specii.

• Cele de primul fel sunt formate dintr-un metal scufundat într-o soluție care conține ionii aceluiași metal.
• Cele din a doua specie sunt formate dintr-un metal acoperit de sarea sa ușor solubilă și în soluție există anionii sării puțin solubile (de exemplu, metal Ag ( argint ), sare AgCl ( clorură de argint ), soluție anioni Cl ^- ) .
• Cei din a treia specie mai sunt numiți electrozi redox și se caracterizează prin prezența unui metal inert inserat într-o soluție care conține atât forma oxidată , cât și forma redusă a elementului în cauză (de exemplu metal Pt ( platină ), Fe ³ soluție ⁺ și Fe ²⁺ ).
• În cele din urmă, există electrozi de al patrulea fel , sau electrozi de gaz, cum ar fi cel format dintr-un fir de platină care se termină într-o foaie de platină de platină (platină acoperită cu un depozit spongios de platină care adsorbe hidrogen molecular și crește suprafața specifică). de ioni H ⁺ cu activitate unitară și în contact cu hidrogen gazos la o presiune de 1 atmosferă . În funcționare, acestea sunt comparabile cu un electrod de primă clasă.

Acest ultim exemplu nu este altul decât electrodul de referință, care este indicat și în schematizarea unei baterii cu simbolul SHE sau NHE, căruia i se atribuie în mod arbitrar valoare zero, (la 25 ° C și cu presiunea de hidrogen a atmosferei și cu H unitar ⁺ activitate ionică) pentru determinarea diferenței de potențial într-o celulă și deci a forței electromotoare a celulei. Pentru a calcula forța electromotivă a unei celule este necesar să se utilizeze ecuația Nernst .

Tipuri de electrozi

Pentru a măsura pH-ul soluțiilor cu concentrație necunoscută, se folosește electrodul de sticlă , un anumit electrod echipat cu o membrană compusă din silicați de sodiu , litiu și bariu capabili să capteze selectiv ionii H ⁺ . Există și alți electrozi, potriviți pentru măsurarea anumitor analiți în soluție: electrozi sensibili, sau ionosensibili, sunt electrozi sensibili la o anumită specie chimică în soluție. Putem distinge electrozi selectivi ai ionilor (membrană solidă sau membrană lichidă), electrozi selectivi ai gazelor și electrozi biocatalitici cu membrană (sau biosenzori):

Electronică

În componentele electronice polarizate ( diodă , tub termionic , tranzistor , condensator electrolitic etc.) anodul este întotdeauna terminalul pozitiv, în timp ce catodul este terminalul negativ.

Alte

Electrozi particulari sunt utilizați pentru a crea un arc voltaic între ei, de exemplu în lampa cu arc sau sudorul cu arc . În cazul sudării, electrodul în sine este consumat (electrod consumabil) și metalul care îl constituie se leagă de metalul de sudat. În alte cazuri, cum ar fi în lampa de descărcare , electrodul nu este supus consumului (electrod neconsumabil).

Există electrozi pentru utilizări speciale, cum ar fi terminale pentru interfața cu corpul uman în electrocardiografie și electroencefalografie .

În ultimii ani, pe piață au apărut numeroși electrozi cu membrană în care potențialul membranei este selectiv către un anumit ion sau mai mulți ioni. Acești electrozi, acum disponibili pentru cationi și anioni , măsoară activitatea ionului liber, în timp ce speciile de care este legat ionul, în special cele neionizate, nu sunt apreciate. Electrozii cu difuzie gazoasă aparțin, de asemenea, acestui grup de electrozi, care permit determinarea gazelor sau a speciilor care pot fi transformate în gaz (direct sau prin reacție chimică).

Notă

Bibliografie

• ( EN ) Cynthia G. Zoski, Manual de electrochimie , Elsevier Science, 2007, ISBN 978-0-444-51958-0 .

Elemente conexe

• Celula electrochimică
• Electrod auxiliar
• Electrod de lucru
• Electrod de referință

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lemă « electrod »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe electrod

linkuri externe

• ( EN ) Electrode , de la Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul chimiei

Portalul de electrochimie

Portalul de fizică