बर्याचदा इलेक्ट्रोडपैकी कोणता कॅथोड आहे आणि कोणता एनोड आहे हे ठरवण्यात अडचण येते. प्रथम आपण अटी समजून घेणे आवश्यक आहे.
सामग्री
कॅथोड आणि एनोडची संकल्पना - एक साधे स्पष्टीकरण
जटिल पदार्थांमध्ये, संयुगेमधील अणूंमध्ये इलेक्ट्रॉन असमानपणे वितरीत केले जातात. परस्परसंवादाच्या परिणामी, कण एका पदार्थाच्या अणूपासून दुसर्या पदार्थाच्या अणूकडे जातात. प्रतिक्रियेला रेडॉक्स म्हणतात. इलेक्ट्रॉनच्या नुकसानास ऑक्सिडेशन म्हणतात आणि इलेक्ट्रॉन दान करणार्या घटकास कमी करणारे घटक म्हणतात.
इलेक्ट्रॉनच्या जोडणीला घट म्हणतात, या प्रक्रियेतील प्राप्त घटक ऑक्सिडायझिंग एजंट आहे. रिड्युसिंग एजंटपासून ऑक्सिडायझिंग एजंटकडे इलेक्ट्रॉनचे हस्तांतरण बाह्य सर्किटद्वारे पुढे जाऊ शकते आणि नंतर ते विद्युत उर्जेचा स्त्रोत म्हणून वापरले जाऊ शकते.ज्या उपकरणांमध्ये रासायनिक अभिक्रियाची उर्जा विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतरित होते त्यांना गॅल्व्हॅनिक पेशी म्हणतात.
गॅल्व्हॅनिक सेलचे सर्वात सोपे शास्त्रीय उदाहरण म्हणजे वेगवेगळ्या धातूंनी बनवलेल्या आणि इलेक्ट्रोलाइट द्रावणात बुडवलेल्या दोन प्लेट्स. अशा प्रणालीमध्ये, एका धातूवर ऑक्सिडेशन होते आणि दुसर्या धातूवर घट होते.
महत्त्वाचे! ज्या इलेक्ट्रोडवर ऑक्सिडेशन होते त्याला एनोड म्हणतात. ज्या इलेक्ट्रोडवर कपात होते ते कॅथोड आहे.
शालेय रसायनशास्त्राच्या पाठ्यपुस्तकांमधून, तांबे-जस्त गॅल्व्हॅनिक सेलचे उदाहरण ज्ञात आहे, जे जस्त आणि तांबे सल्फेट यांच्यातील अभिक्रियाच्या उर्जेमुळे कार्य करते. जेकोबी-डॅनियल यंत्रामध्ये, तांबे प्लेट तांबे सल्फेट द्रावणात (तांबे इलेक्ट्रोड) ठेवली जाते, झिंक प्लेट झिंक सल्फेट द्रावणात (जस्त इलेक्ट्रोड) बुडविली जाते. झिंक इलेक्ट्रोड सोल्युशनला केशन्स देते, त्यामध्ये अतिरिक्त सकारात्मक चार्ज तयार होतो आणि कॉपर इलेक्ट्रोडमध्ये सोल्यूशन कॅशन्समध्ये कमी होते, येथे सोल्यूशन नकारात्मक चार्ज केले जाते.
बाह्य सर्किट बंद केल्याने झिंक इलेक्ट्रोडपासून तांब्याच्या इलेक्ट्रोडकडे इलेक्ट्रॉन्सचा प्रवाह होतो. टप्प्याच्या सीमांवर समतोल संबंध व्यत्यय आणतात. ऑक्सिडेशन-कपात प्रतिक्रिया घडते.
उत्स्फूर्त रासायनिक अभिक्रियाची उर्जा विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतरित होते.
विद्युत प्रवाहाच्या बाह्य ऊर्जेद्वारे रासायनिक अभिक्रिया उत्तेजित झाल्यास, इलेक्ट्रोलिसिस नावाची प्रक्रिया घडते. इलेक्ट्रोलिसिस दरम्यान होणाऱ्या प्रक्रिया गॅल्व्हॅनिक सेलच्या ऑपरेशन दरम्यान होणाऱ्या प्रक्रियेच्या उलट असतात.
लक्ष द्या! ज्या इलेक्ट्रोडमध्ये घट होते त्याला कॅथोड देखील म्हणतात, परंतु इलेक्ट्रोलिसिसमध्ये ते नकारात्मक चार्ज केले जाते, तर एनोड सकारात्मक चार्ज केला जातो.
इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री मध्ये अर्ज
एनोड्स आणि कॅथोड अनेक रासायनिक अभिक्रियांमध्ये भाग घेतात:
- इलेक्ट्रोलिसिस;
- इलेक्ट्रोएक्सट्रॅक्शन;
- इलेक्ट्रोप्लेटिंग;
- इलेक्ट्रोटाइप.
वितळलेल्या संयुगे आणि जलीय द्रावणांच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे धातू प्राप्त होतात, धातू अशुद्धतेपासून शुद्ध केली जातात आणि मौल्यवान घटक काढले जातात (इलेक्ट्रोलाइटिक परिष्करण). प्लेट्स साफ करण्यासाठी धातूपासून टाकल्या जातात. ते इलेक्ट्रोलायझरमध्ये एनोड म्हणून ठेवलेले असतात. विद्युत प्रवाहाच्या प्रभावाखाली, धातूचे विघटन होते. त्याचे केशन्स द्रावणात जातात आणि कॅथोडमध्ये सोडले जातात, शुद्ध धातूचे साठे तयार करतात. मूळ अस्वच्छ धातूच्या प्लेटमध्ये असलेली अशुद्धता एकतर एनोड गाळ म्हणून अघुलनशील राहते किंवा इलेक्ट्रोलाइटमध्ये जाते जिथे ते काढले जातात. तांबे, निकेल, शिसे, सोने, चांदी, कथील इलेक्ट्रोलाइटिक शुद्धीकरणाच्या अधीन आहेत.
इलेक्ट्रोएक्सट्रॅक्शन ही इलेक्ट्रोलिसिस दरम्यान द्रावणापासून धातू विभक्त करण्याची प्रक्रिया आहे. धातू सोल्युशनमध्ये जाण्यासाठी, त्यावर विशेष अभिकर्मकांनी उपचार केले जातात. प्रक्रियेदरम्यान, कॅथोडवर उच्च शुद्धता धातूचा अवक्षेप केला जातो. अशा प्रकारे जस्त, तांबे, कॅडमियम मिळते.
गंज टाळण्यासाठी, ताकद देण्यासाठी, उत्पादन सजवण्यासाठी, एका धातूची पृष्ठभाग दुसर्या थराने झाकलेली असते. या प्रक्रियेला इलेक्ट्रोप्लेटिंग म्हणतात.
इलेक्ट्रोप्लेटिंग ही धातूच्या इलेक्ट्रोडपोझिशनद्वारे मोठ्या प्रमाणात वस्तूंमधून धातूच्या प्रती मिळविण्याची प्रक्रिया आहे.
व्हॅक्यूम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये अर्ज
व्हॅक्यूम यंत्रामध्ये कॅथोड आणि एनोडच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत इलेक्ट्रॉन दिव्याद्वारे प्रदर्शित केले जाऊ शकते.हे आतमध्ये धातूचे भाग असलेल्या हर्मेटिकली सीलबंद भांड्यासारखे दिसते. हे उपकरण विद्युत सिग्नल दुरुस्त करण्यासाठी, निर्माण करण्यासाठी आणि रूपांतरित करण्यासाठी वापरले जाते. इलेक्ट्रोडच्या संख्येनुसार, तेथे आहेत:
- डायोड;
- triodes;
- टेट्रोड्स;
- पेंटोड्स इ.
डायोड हे दोन इलेक्ट्रोड, कॅथोड आणि एनोड असलेले व्हॅक्यूम उपकरण आहे. कॅथोड उर्जा स्त्रोताच्या नकारात्मक ध्रुवाशी जोडलेले आहे, एनोड - सकारात्मकशी. कॅथोडचा उद्देश विद्युत प्रवाहाद्वारे विशिष्ट तापमानाला गरम केल्यावर इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करणे हा आहे. उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन कॅथोड आणि एनोड दरम्यान स्पेस चार्ज तयार करतात. स्पेस चार्जच्या नकारात्मक संभाव्य अडथळ्यावर मात करून सर्वात वेगवान इलेक्ट्रॉन एनोडकडे धावतात. एनोड हे कण प्राप्त करतात. बाह्य सर्किटमध्ये एनोड प्रवाह तयार केला जातो. इलेक्ट्रॉनिक प्रवाह अतिरिक्त इलेक्ट्रोड्सद्वारे नियंत्रित केला जातो आणि त्यांना विद्युत क्षमता लागू केली जाते. डायोड्सच्या सहाय्याने, पर्यायी प्रवाह थेट प्रवाहात रूपांतरित केला जातो.
इलेक्ट्रॉनिक्स मध्ये अर्ज
आज, सेमीकंडक्टर प्रकारचे डायोड वापरले जातात.
इलेक्ट्रोनिक्समध्ये, डायोड्सचा प्रवाह पुढे दिशेने जाण्यासाठी आणि विरुद्ध दिशेने न जाण्याचा गुणधर्म मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो.
LED चे ऑपरेशन अर्धसंवाहक क्रिस्टल्सच्या गुणधर्मावर आधारित आहे जेंव्हा p-n जंक्शनमधून प्रवाह पुढे दिशेने जातो तेव्हा चमकते.
गॅल्व्हनिक थेट वर्तमान स्रोत - बॅटरी
विद्युत प्रवाहाचे रासायनिक स्त्रोत ज्यामध्ये उलट करता येण्याजोग्या प्रतिक्रिया होतात त्यांना बॅटरी म्हणतात: ते रिचार्ज केले जातात आणि वारंवार वापरले जातात.
लीड बॅटरीच्या ऑपरेशन दरम्यान, रेडॉक्स प्रतिक्रिया येते.मेटॅलिक लीड ऑक्सिडाइझ करते, त्याचे इलेक्ट्रॉन दान करते, लीड डायऑक्साइड कमी करते, जे इलेक्ट्रॉन स्वीकारते. बॅटरीमधील लीड मेटल ही एनोड असते आणि ती नकारात्मक चार्ज केली जाते. लीड डायऑक्साइड कॅथोड आहे आणि सकारात्मक चार्ज आहे.
बॅटरी डिस्चार्ज होताना, कॅथोड आणि एनोडचे पदार्थ आणि त्यांचे इलेक्ट्रोलाइट, सल्फ्यूरिक ऍसिड, खाल्ले जातात. बॅटरी चार्ज करण्यासाठी, ती वर्तमान स्त्रोताशी जोडलेली आहे (प्लस टू प्लस, वजा ते वजा). विद्युतप्रवाहाची दिशा आता बॅटरी डिस्चार्ज झाल्यावर जी होती त्याच्या उलट आहे. इलेक्ट्रोड्सवरील इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया "उलट" आहेत. आता लीड इलेक्ट्रोड कॅथोड बनतो, त्यावर घट करण्याची प्रक्रिया होते आणि ऑक्सिडेशन प्रक्रियेसह लीड डायऑक्साइड एनोड बनतो. बॅटरी त्याच्या ऑपरेशनसाठी आवश्यक असलेले पदार्थ पुन्हा तयार करते.
गोंधळ का आहे?
एक विशिष्ट चार्ज चिन्ह एनोड किंवा कॅथोडशी घट्टपणे जोडले जाऊ शकत नाही या वस्तुस्थितीमुळे समस्या उद्भवते. बर्याचदा कॅथोड हा पॉझिटिव्ह चार्ज केलेला इलेक्ट्रोड असतो आणि एनोड हा नकारात्मक असतो. अनेकदा, पण नेहमी नाही. हे सर्व इलेक्ट्रोडवर होत असलेल्या प्रक्रियेवर अवलंबून असते.
लक्ष द्या! इलेक्ट्रोलाइटमध्ये ठेवलेला भाग एनोड आणि कॅथोड दोन्ही असू शकतो. हे सर्व प्रक्रियेच्या उद्देशावर अवलंबून असते: आपल्याला त्यावर धातूचा दुसरा थर लावणे किंवा ते काढून टाकणे आवश्यक आहे.
एनोड आणि कॅथोड कसे ओळखायचे
इलेक्ट्रोकेमिस्ट्रीमध्ये, एनोड हे इलेक्ट्रोड आहे ज्यावर ऑक्सिडेशन प्रक्रिया होते, कॅथोड हे इलेक्ट्रोड आहे जेथे घट होते.
डायोडमध्ये, नळांना एनोड आणि कॅथोड म्हणतात. एनोड टॅप "प्लस", "कॅथोड" टॅप - "वजा" शी जोडलेला असल्यास डायोडमधून विद्युत प्रवाह वाहतो.
न कापलेल्या संपर्कांसह नवीन एलईडीसाठी, एनोड आणि कॅथोड लांबीनुसार दृश्यमानपणे निर्धारित केले जातात. कॅथोड लहान आहे.
संपर्क कापले गेल्यास, त्यांना जोडलेली बॅटरी मदत करेल. जेव्हा ध्रुवीयता जुळतात तेव्हा प्रकाश दिसेल.
एनोड आणि कॅथोड चिन्ह
इलेक्ट्रोकेमिस्ट्रीमध्ये, इलेक्ट्रोडच्या शुल्काच्या लक्षणांबद्दल नव्हे तर त्यावरील प्रक्रियांबद्दल बोलणे अधिक योग्य आहे. कपात प्रतिक्रिया कॅथोडवर होते आणि ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया एनोडवर होते.
विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये, प्रवाहाच्या प्रवाहासाठी, कॅथोड वर्तमान स्त्रोताच्या नकारात्मक ध्रुवाशी, एनोडला सकारात्मक ध्रुवाशी जोडलेला असतो.
तत्सम लेख:
