Катод минус или плюс: Катод и анод — это плюс или минус: как определить

Диоды позволяют току течь только в одном направлении, и они всегда поляризованы . У диода два вывода. Положительная сторона называется анодом , а отрицательная – катодом .

Обозначение диодной цепи с маркировкой анода и катода.

Ток через диод может течь только от анода к катоду, что объясняет, почему важно, чтобы диод был подключен в правильном направлении. Физически каждый диод должен иметь какую-то индикацию анода или катода. Обычно диод имеет линию рядом с выводом катода , которая совпадает с вертикальной линией в символе цепи диода.

Ниже приведены несколько примеров диодов. Верхний диод, выпрямитель 1N4001, имеет серое кольцо возле катода.Ниже на сигнальном диоде 1N4148 используется черное кольцо для маркировки катода. Внизу находится пара диодов для поверхностного монтажа, каждый из которых использует линию, чтобы отметить, какой вывод является катодом.

Обратите внимание на линии на каждом устройстве, обозначающие сторону катода, которые соответствуют линии на изображении выше.

Светодиоды

LED означает светоизлучающий диод , что означает, что, как и их диодные собратья, они поляризованы. Есть несколько идентификаторов для поиска положительных и отрицательных контактов на светодиодах.Вы можете попробовать найти более длинную ногу , которая должна указывать на положительный анодный штифт.

Или, если кто-то подрезал ножки, попробуйте найти плоский край на внешнем корпусе светодиода. Штифт, ближайший к плоскому краю , будет отрицательным катодным штифтом.

Могут быть и другие индикаторы. SMD-диоды имеют ряд идентификаторов анода / катода. Иногда проще всего проверить полярность с помощью мультиметра. Установите мультиметр в положение диода (обычно обозначается символом диода) и прикоснитесь каждым щупом к одной из клемм светодиода.Если светодиод горит, положительный датчик касается анода, а отрицательный датчик касается катода. Если он не загорается, попробуйте поменять зонды местами.

Полярность крошечного желтого светодиода для поверхностного монтажа проверяется с помощью мультиметра. Если положительный вывод касается анода, а отрицательный – катода, светодиод должен загореться.

Диоды, безусловно, не единственный поляризованный компонент. Есть масса деталей, которые не будут работать при неправильном подключении.Далее мы обсудим некоторые другие распространенные поляризованные компоненты, начиная с интегральных схем.

Полярность интегральной схемы

могут иметь восемь или восемьдесят контактов, и каждый контакт на ИС имеет уникальную функцию и положение. При использовании микросхем очень важно соблюдать полярность. Есть большая вероятность, что они задымятся, растают и испортятся при неправильном подключении.

ИС со сквозным отверстием обычно поставляются в двухрядном корпусе (DIP) – два ряда выводов, каждый с интервалом 0.1 дюйм шириной, достаточной, чтобы охватить центр макета. Микросхемы DIP обычно имеют выемку , чтобы указать, какой из множества контактов является первым. Если не выемка, то на корпусе микросхемы рядом с контактом может быть выгравирована точка 1.

ИС с точкой и меткой для обозначения полярности. Иногда вы получаете и то, и другое, иногда только одно или другое.

Для всех корпусов ИС номера выводов последовательно увеличиваются при перемещении против часовой стрелки от вывода 1.

ИС для поверхностного монтажа могут иметь QFN, SOIC, SSOP или ряд других форм-факторов. Эти микросхемы обычно имеют точек рядом с контактом 1.

Конденсаторы электролитические

Не все конденсаторы поляризованы, но когда они поляризованы, очень важно, не перепутать полярность.

Керамические конденсаторы – маленькие (1 мкФ и менее), обычно желтые, – поляризованы , а не .Вы можете придерживаться их любым способом.

обычно имеют стандартный разъем, который обычно должен иметь полярность. У бочкообразного домкрата, например, два проводника: внешний и внутренний; внутренний / центральный провод обычно является положительной клеммой. Другие разъемы, такие как JST, имеют ключ с ключом , поэтому вы просто не можете подключить их в обратном направлении.

Для дополнительной защиты от обратной полярности источника питания вы можете добавить защиту от обратной полярности с помощью диода или полевого МОП-транзистора.

Транзисторы, полевые МОП-транзисторы и регуляторы напряжения

Эти (традиционно) трехполюсные поляризованные компоненты объединяются вместе, потому что они имеют одинаковые типы корпусов. Транзисторы со сквозным отверстием, полевые МОП-транзисторы и регуляторы напряжения обычно поставляются в корпусах TO-92 или TO-220, как показано ниже. Чтобы определить, какой из выводов является каким, найдите плоский край на корпусе TO-92 или металлический радиатор на TO-220 и сопоставьте его с выводом в таблице данных.

и т. Д.

Это лишь верхушка айсберга поляризованных компонентов. Даже неполяризованные компоненты, такие как резисторы, могут поставляться в поляризованных корпусах. Блок резисторов – группа из пяти или около того предварительно установленных резисторов – является одним из таких примеров.

К счастью, каждый поляризованный компонент должен каким-то образом сообщать вам, какой вывод какой.Обязательно всегда читайте таблицы и проверяйте корпус на наличие точек или других маркеров.

ресурсов и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы знаете, что такое полярность и как ее определить, почему бы не ознакомиться с некоторыми из этих руководств по теме:

• Основные сведения о разъемах – существует ряд разъемов, имеющих собственную полярность. Обычно это отличный способ убедиться, что вы не подаете питание или какой-либо другой сигнал в обратном направлении.
• Диоды – наш яркий пример полярности компонентов. В этом руководстве подробно рассказывается, как работают диоды и какие типы диодов существуют.
• LilyPad Design Kit Эксперимент 1. Схемы существуют не только на макетных и печатных платах, вы также можете вшивать их в рубашки и другие ткани! Ознакомьтесь с руководствами по LilyPad Design Kit, чтобы узнать, как начать работу. Знание полярности очень важно для правильного подключения этих светодиодов.

Как определить анод и катод

Как определить анод и катод
Джон Денкер

* Содержание

1 Определение

• Определение: анод устройства – терминал, через который ток течет от вне.Катод устройства – это клемма, на которой ток вытекает. Это проиллюстрировано на рисунке 1.

  Полезная мнемоника – ACID: Anode Current Into Device. В настоящее время мы означают положительный условный ток. Поскольку электроны отрицательно заряженный, протекающий положительный ток такой же, как электроны вытекают.

  Вот и все.

2 Некоторые примеры

Наше определение легко и правильно применимо к любой ситуации, которую я могу подумайте (с одним отвратительным исключением, как обсуждалось в пункте 11 ниже).

1. Гальванические элементы и батареи.
2. Горячий катод в электронно-лучевой трубке, обнаруженный в телевизор старого образца или осциллограф.
3. Горячий катод в лампе электронного усилителя («Флеминг клапан”).
4. Горячий катод в рентгеновской трубке, как на рисунке 2.
5. Вращающийся анод в рентгеновской трубке, как на рисунке 2.
6. Светодиодная матрица с общим анодом, например, 7-сегментная цифра множество, хотя это не оптимальная терминология по причинам, обсуждаемым в пункт 8.
7. Жертвенный анод в лодке; см. пункт 16.
8. Анодная пластина и катодная пластина (а также анодный раствор) в ячейка электролитического рафинирования; см. пункт 9.

Важно отметить, что наше определение прекрасно применимо к таким вещам, как аккумуляторная батарея, в которой нельзя идентифицировать анод и катод пока вы не увидите, как работает устройство, как описано в пункт 6.

Наше определение также применимо в тех случаях, когда оно относительно легко отличить анод от катода, просто посмотрев, как обсуждается в пункте 7.

Существует одно отвратительное исключение, как обсуждается в пункте 11 ниже.

3 Обсуждение

Наше оригинальное, проверенное временем определение. Это согласуется с этимологией, как обсуждается в пункте 17. Другого разумного определения нет. Я видел несколько попыток определения, но если они не были эквивалентны нашему определению (как приведенные в разделе 1), они были гротескно чрезмерно сложными, неправильно, или и то, и другое.

По устоявшемуся соглашению (возвращаясь к Бен Франклин), когда мы говорим о нынешнем , мы имеем в виду обычные положительный ток.В металлических проводах ток передается по электрон, движутся в направлении, противоположном току. Этот усложняет понятие тока, но необходимо, потому что электрон заряжен отрицательно.

Для подавляющего большинства людей нет Пункт в запоминании значения анода и катода. Условия просто не очень полезны, если вы не устроитесь на работу в электрохимии лаборатория или какая-нибудь сравнительно узкая специальность. Если когда-нибудь ты сделаешь нужно знать значения, вы можете найти их сегодня утром и забыть их снова в тот вечер.

Обратите внимание, что когда мы говорим ток-вход, мы имеем в виду ток поступающий в устройство из внешнего контура. Точно так же, когда мы говорят, что ток выходит, мы имеем в виду ток, текущий из устройства в сторону внешняя цепь. Мы относимся к устройству как к черному ящику, и мы категорически не говорят о токах, протекающих в устройство. Эта терминология черного ящика является стандартной во всех отраслях инженерное дело и наука, если контекст явно не требует иначе.

Если вы настаиваете на том, чтобы заглянуть внутрь черного ящика, история получит больше сложно, как вы можете видеть на рисунке 2.Тем не мение, это не меняет ни буквы, ни духа определения, которое основан на поведении черного ящика, если смотреть снаружи.

Важно помнить, что анод / катод различие основано на токе, а не на напряжении. Анод / катод не то же самое, что и положительный / отрицательный, или наоборот. Наглядный пример: для разряженной батареи положительный полюс – катод, в то время как для той же аккумуляторной батареи положительный полюс анод.

Имейте в виду, что анод и катод относятся к функции, а не к структуре. Есть много из устройства, где было бы безумием постоянно маркировать структуры как анод или катод, потому что их функция время от времени меняется. Перезаряжаемые батареи – распространенный и очень важный пример, как указано в пункте 5.

Хотя анод и катод фундаментально определен в терминах функция не структура, там некоторые исключительные устройства, функция которых практически заблокирована к структуре.В таком случае, возможно, допустимо пометить структурирует как анод и катод, потому что только одно направление тока имеет смысл. В списке в разделе 2 все примеры , за исключением аккумуляторной батареи , находятся в этом категория.

В любом случае имейте в виду, что эту категорию нужно считать рискованное исключение, а не общее правило. Верное общее правило объяснено в пункте 6.

Даже в тех случаях, когда это возможно можно идентифицировать определенный анод и катод, обычно есть более простые и лучшие способы обозначения терминалов.В частности, для аккумулятор (аккумуляторный или нет), он обычный и разумный говорят о положительной клемме и отрицательной клемме. Для диода это условно и разумно говорить о стороне, легированной фтором, и о N-легированная сторона. В частности, для модуля светодиодного дисплея так называемый конфигурацию с общим анодом правильнее было бы назвать общая конфигурация стороны P.

Вот интересный и важный пример. Рассмотрим электролитическое рафинирование металлов, таких как медь.

Во время нормальной работы через элемент протекает большой ток, навязывается извне. Ток проталкивается в ячейку на анод, и вынутый на катоде. Клеммы обозначены в соответствии с их нормальной функцией, в соответствии с определением приведено в разделе 1.

В начале работы анодом является нечистая медь. На В конце операции катод – это медь гораздо более высокой чистоты. Пытаться поиск в Google анода грязь.

Если какой-нибудь умник временно изменил направление тока, нормальный анод станет временным катодом и наоборот.Однако эта возможность настолько странная, что обычно даже не считается. Клеммы имеют маркировку в соответствии с их нормальным функция.

Обратите внимание на контраст:

Ячейка электролитического рафинирования.

Аккумулятор обыкновенный

В ячейке рафинирования напряжение ячейки холостого хода, если таковое имеется, очень мало и совершенно неактуально.

В батарее есть определенная положительная клемма и определенная отрицательная клемма.

Падение напряжения на ячейке примерно пропорционально электрический ток. Во время работы анод будет находиться под положительным напряжение относительно катода.

Падение напряжения на ячейке равно качественно одинаково, вне зависимости от того, положительный ли ток, отрицательный, или ноль. Положительный вывод – это катод во время разряд, но во время перезарядки это анод.

Во всех случаях вы можете использовать описательные термины ток-сток и ток-источник как синонимы анода и катода.Описание обычно предпочтительнее жаргона.

Можно купить массив стабилитронов. Увы, согласно устоявшемуся, но нелогичному соглашению, так называемая конфигурация с общим анодом конструктивно аналогична матрица светодиодов с общим анодом в том смысле, что стороны, легированные P, являются связаны вместе. Это мерзость, потому что при обычном использовании Зенера сторона, легированная P, – это то место, где выходит ток, и, по логике, она должна быть называется катодом. Очевидно, кто-то был под неправильным впечатлением этот анод / катод относится к структуре, а не к функции.

Никогда не используйте термины анод или катод для описания структурные части стабилитрона, по той же причине не следует Используйте такие термины для обозначения конструкции аккумуляторной батареи. Анод и катод относится к функции, а не к структуре. Вместо этого вам следует обратиться к сторона с примесью P и сторона с примесью азота, и вы должны настаивать на том, чтобы другие делают то же самое.

Обратите внимание, что изменение правил маркировки матриц стабилитронов не решит проблему в каком-либо фундаментальном смысле, потому что там являются вполне разумными схемами, в которых – часть времени – Стабилитрон смещен в прямом направлении, так что он ведет себя так же, как и любой другой. другой диод.Это та же ситуация, с которой мы сталкиваемся в связи с с аккумуляторными батареями: если вы прикрепите постоянный анод / катод метки к структуре, вы будете ошибаться, по крайней мере, часть времени.

Термины «анод» и «катод» правильно относятся к функции, а не к конструкции.

Электрохимическое следствие: в любом электрохимическом на аноде протекают реакции окисления, а на аноде протекают реакции восстановления. реакции происходят на катоде.(Если вы не знаете, что это означает, не беспокойтесь об этом.) Это включает в себя зарядку батарей. (анод = положительный), а также разряжаются батареи (анод = отрицательный). Это следствие, вытекающее из нашего определения, и с традиционной точки зрения, что ячейка – это черный ящик, а все внешнее по отношению к ячейке – это внешняя цепь.

Ситуация резюмирована в следующей таблице:

		зарядка		разгрузка
– пластина:		катод окисленный		окисленный		окисленный	окисленный
+ пластина:		анод окисляется		катод восстанавливается

Сделаем краткое исключение из черного ящика. точки зрения и рассмотрим, что происходит внутри электрохимической ячейки.Внутри клетки катионы (положительно заряженные частицы) движутся в направлении катод вносит положительный вклад в обычный ток внутри ячейки , как показано на рисунке 3. Точно так же анионы (отрицательно заряженные частицы), движущиеся к аноду вносят положительный вклад в условный ток внутри ячейка . На рисунке не показаны анионы. Правило анионы на анод, катионы на катод применяются только внутри ячейки. Это правило требуется из-за того, что ток подчиняется закону сохранения закон; ток, который течет в ячейку на аноде, должен протекать через ячейку, а затем катод.За пределами клетки течет ток к аноду; внутри ячейки ток течет от анода. (Кстати, обычно предполагается, что вне клетки нет подвижные анионы или катионы, просто электроны, переносимые металлическими проводами в внешняя цепь.)
Рисунок 3: Анод и катод: внутри Черный ящик

Говоря об ионах, нужно помнить, что катионы положительно заряженный. Мнемоника катионов состоит в том, чтобы рассматривать “t” как знак плюс: ca + ion. Между тем, мнемоника для анионов является чем-то вроде аббревиатура: A Negative ION = ANION.

Запоминая правило катион-катод, нужно помнить что внутри ячейки катионы идут на катод (а не с него): ионы ca + + o ca + hode. Соответствующее правило отношения анионов к аноду одинаково действительно, но вам нужно работать усерднее, чтобы помнить, что анионы уходят в (не от) анода.

Пожалуйста, помните, что правило “катионы-катод” подлежит несколько предостережений. В лучшем случае это химическое следствие настоящего определение. Это не может служить определением катода, потому что катод хорошо определен для всех видов устройств, которые нет подвижных катионов, например.грамм. полупроводниковые диоды, электронно-лучевые трубки и т. д. Еще одно предостережение: это правило применяется к тому, что происходит внутри ячейки, тогда как для большинства целей (включая определение анода / катода) обычно и целесообразно фокусировать на свойствах черного ящика, если смотреть снаружи. (Похожий вопросы возникают по пунктам 14 и 16.)

Существует небольшая вероятность путаницы, когда думая об электронно-лучевых трубках и рентгеновских трубках, из-за соблазн отклониться от точки зрения черного ящика.(Подобные вопросы возникают в п. 13 и п. 16.) В Рентгеновская трубка, внутри устройства происходит интересная физика, тогда как определение анода выражается в терминах обычных ток течет во внешний терминал, течет в черный ящик снаружи. Помните, снаружи устройства мы видим позитив обычный ток, выходящий из катода и идущий в анод, в соответствии с нашим определением, как показано на рисунке 1 в разделе 1. Правило: КИСЛОТА: Анод Ток в устройство.(Если заглянуть внутрь устройства, мы увидим электроны вытекает из катода, но это только следствие определение, а не определение как таковое .)

Еще больше возможностей для путаницы, если вы пытаетесь объяснить или дать определение анода / катода с точки зрения электрохимических ячеек хотя бы потому, что мало кто понимает, как такие вещи Работа. См. Ссылку 1 и ссылки в ней. Как говорится Итак, обучение происходит от известного к неизвестному. Наше определение анода / катода, как указано в разделе 1, прост и полезен.Внутренний механизм батареи непростой. Это не имеет никакого смысла «объяснить» первое через второе.

Клеммы аккумулятора помечены как положительный и отрицательный. Они помечены в зависимости от напряжения, а не от заряда или тока. Это условно и вполне уместно, потому что положительный вывод остается на положительное напряжение (относительно другой клеммы) во время всех нормальных условия, в том числе когда аккумулятор разряжается, заряжается или просто сидеть там в равновесии без тока.

Напротив, как упоминалось в пункте 5, это было бы дико неуместно маркировать клеммы аккумулятора как анод и катод. Это потому, что вывод, который является катодом во время разряда становится анодом во время перезарядки … и не является ни анодом, ни катодом в равновесной (нетекущей) ситуации.

Кроме того, нет смысла определять анод и катод в терминах электрохимия, потому что эти термины используются во всевозможных ситуациях там, где нет электрохимии, в том числе полупроводниковой диоды, рентгеновские трубки и т. д.

Лодки и другие конструкции, контактирующие с соленая вода может вызвать некоторую путаницу об аноде по сравнению с катодом. На первый взгляд это может быть неочевидно что считается “черным ящиком” и что считается «Внешняя цепь». Традиционная точка зрения такова:

• Вода и металлы, соприкасающиеся с водой, должны быть рассмотрены как гигантская электрохимическая ячейка. Есть анионы и катионы в вода внутри черного ящика.
• Конструкция лодки (или чего-то еще) считается внешняя цепь. Нет анионов или катионов. Текущий переносятся электронами, протекающими внутри металлов.

То есть принято считать лодку внешней по отношению к вода … хотя может показаться более логичным думать о вода как внешняя по отношению к лодке. Это может показаться произвольным, но по крайней мере это согласуется с вышеупомянутым электрохимическим следствием (пункт 12), чтобы реакции окисления происходили на аноде, на катоде протекают реакции восстановления.Это приводит нас к полезная концепция расходуемого анода , который является просто дешевый, легко заменяемый электрод, который помещается в воду и расположены так, чтобы иметь большое положительное напряжение по отношению к остальной части лодка. Это делает все остальное на лодке катодом, в значительной степени уменьшение коррозии, потому что большинство форм коррозии связаны с окислением реакции. Другими словами, то же самое в воде, высококоррозионные анионы, такие как OH ^– и Cl ^– , текут в направлении анод и прочь от всего остального, в соответствии с правило анионов к аноду.Анод, конечно, быстро корродирует, и необходимо время от времени заменять.

Этимология: слова анод и катод были введен в 1834 году Майклом Фарадеем по совету Уильяма Уэвелл, ученый-эрудит и плодовитый мастер слова. Уэвелл немного понимает греческий и находит ему хорошее применение:

• Анод происходит от греческих корней ἀνά + ὀδός (означает восходящий путь).
• Катод происходит от греческих корней κατά + ὀδός (означает нисходящий путь).

Никогда не следует уделять слишком много внимания этимологии, потому что значения могут дрейфовать со временем. Действительно ἀνά и κατά отошли от своих древних корней. Однако ὀδός не имеет, и это ключ. Английские слова, когда были придуманы, явно предназначались для описания расхода, а не напряжения. Эти же корни используются в других греческих языках. и псевдогреческие термины на английском языке, например анаболический, катаракта, одометр, и так далее.

4 Резюме

Меня удивляет, что некоторые люди принимают простую и понятную концепцию. неважно, усложняйте его излишне и притворяйтесь важным.

Имея дело с батареями, не думайте об аноде и катод; думайте с точки зрения положительной клеммы и отрицательной клеммы.

При работе с полупроводниковыми диодами не беспокойтесь об аноде и катод; думайте в терминах стороны, легированной фтором, и стороны, легированной азотом.

Общее правило: анод означает ток в черный ящик и катод означает ток из в черный ящик. Стабилитроны дают подняться до отвратительного исключения, которого следует избегать, как чума.

Существует множество свидетельств того, что даже люди, называющие себя эксперты не могут придерживаться правильной терминологии, связанной с анодом / катодом. В любой практическая ситуация, всегда есть способ разобраться, как зацепить вещи без глубокого понимания анода по сравнению с катодом.

Термины анод и катод иногда удобны в ситуациях где имеет смысл только одно направление тока.

В других ситуациях обычно лучше избегать терминов анод и катод. Есть лучшие способы сказать то, что нужно сказать.Конструктивное предложение: лучше поговорить о текущем (а не электрод). Лучше поговорить о том, что ток делает (а не то, что «есть» у электрода).

5 Ссылки

Джон Денкер, «Как работает аккумулятор»
www.av8n.com/physics/battery.htm

Катодные и анодные реакции полуэлементов – стенограмма видео и урока

Расчет потенциала напряжения элемента

Электрохимические элементы, о которых вы узнали, являются гальваническими элементами.Гальванический элемент – это элемент, в котором спонтанная окислительно-восстановительная реакция производит электричество. В гальваническом элементе, как вы знаете, реакция окисления на аноде заставляет электроны проходить через провод, соединяющий катод с анодом. Он называется электрическим потенциалом и измеряется в вольтах (В). Более конкретно, потенциал электрода – это разность потенциалов между электродом и его раствором или величина притяжения электронов. Это количество энергии, необходимое для перемещения электрического заряда по ячейке.

Каждая из двух полуэлементов батареи имеет потенциал – потенциал либо отдавать электроны, либо принимать электроны. Разница между ними – это электродный потенциал всей ячейки или напряжение. К счастью, потенциал электрода – это не то, что вам нужно запоминать. Ученые определили стандартные электродные потенциалы для многих различных типов электродов.

Чтобы определить напряжение любой ячейки, посмотрите таблицу электродных потенциалов. Вычтите электродный потенциал анода из потенциала катода, и вы получите электродный потенциал ячейки или напряжение: ячейка Eo = катод Eo – анод Eo.

Это число легко вычислить. Например, рассчитать напряжение ячейки для реакции жидкого ртутного электрода в растворе нитрата ртути (I) и металлического кадмиевого электрода в растворе нитрата кадмия. Если Eo вам не предоставлено, вы можете обратиться к диаграмме для определения значения.

Формула полуреакций:

• Hg22 + + 2e- = 2Hg (l), что имеет Eo = 0.850 В
• Cd2 + (aq) + 2e- = Cd (s), который имеет Eo = -0,403V
• Ячейка Eo = катод Eo – анод Eo

Ячейка Eo = 0,850 В – (-0,403 В). Помните, что два негатива дают положительный результат. Ячейка Eo = 1,253 В.

Попробуйте другой.

• Zn2 + (водн.) + 2e- = Zn (s), который имеет Eo = -0,762V
• 2h3 O (l) + 2e- = h3 (g) + 2OH- (водн.), Который имеет Eo = -0,828V

Ячейка Eo = (-0,762 В) – (-0,828 В). Итак, ячейка Eo = 0,066 В.

Коррозия

Как вы знаете, трубопровод Аляски представляет собой длинную стальную трубу, по которой нефть доставляется с Аляски в 48 нижних штатов. Что бы произошло, если бы он заржавел? Не разольется ли нефть в окружающей среде? Как защитить металл от коррозии?

Коррозия – это постепенное разрушение металла в результате химических реакций. Поскольку это химическая реакция, мы можем предотвратить ее с помощью химических реакций, а именно окислительно-восстановительных реакций. Одним из металлов, наиболее подверженных коррозии, является железо.Когда железо подвергается коррозии, ржавчина образуется в реакции 4Fe (s) + 3O2 (g) + h3 = 2Fe2O3h3O (s).

Количество образующейся ржавчины зависит от количества воды, с которой железо может реагировать. Две электрохимические полуреакции:

• Fe (s) = Fe2 + (водн.) + 2e-. Это анод.
• O2 (г) + 2h3 O (l) + 4e- = 4OH- (водн.). Это катод.

Анод и катод находятся на одном железе, но в разных его частях. Вы знаете, что для того, чтобы эта реакция сработала, электронам нужен какой-то провод или какой-то способ проведения электронного потока.В этом случае проволокой выступает сам утюг.

Итак, когда кусок железа подвергается воздействию кислорода и воды, участок на железе окисляется и теряет электроны. Эти электроны проходят через железо к другому участку, где они восстанавливаются. Здесь они образуют твердое вещество, называемое гидратированным оксидом железа, 2Fe2sub) 3sub) 2. Слой воды на поверхности железа действует как барьер или солевой мостик, необходимый для работы электрохимической ячейки или реакции.

Чтобы предотвратить коррозию, используйте другой металл, который окисляется легче, чем металл, который вы хотите защитить. Цинк окисляется легче, чем железо, поэтому, если вы покроете железо цинком, цинк будет коррозировать раньше, чем железо. Это защищает утюг. Это называется катодной защитой, потому что вы добавляете к металлу защитный катод. Гвозди являются примером. Железные гвозди часто покрывают цинком в процессе, называемом гальванизацией, чтобы защитить их от ржавчины.

Трубопровод на Аляске – еще один прекрасный пример такого типа защиты. Вместо того, чтобы покрывать все цинком, трубопровод подключается к цинковой проволоке. Цинк будет корродировать раньше, чем сталь, и если корродированный цинк будет периодически заменяться, сама труба не подвергнется коррозии. Это отличная вещь.

Краткое содержание урока

Электрохимические реакции в ячейке состоят из двух полуреакций: на анодном электроде и на катодном электроде. Две полуреакции можно сложить вместе, чтобы получить полноценную клеточную реакцию.Потенциал электродной ячейки измеряется в вольтах. Достаточно легко определить напряжение любой электрохимической ячейки, если у вас есть таблица, в которой указано напряжение для каждого типа электрода. Чтобы определить напряжение любой ячейки, вычтите потенциал электрода анода из потенциала катода, и вы получите электродный потенциал ячейки или напряжение. Ячейка Eo = катод Eo – анод Eo .

Коррозия – это постепенное разрушение металла в результате химических реакций, и это реальная проблема в нашей повседневной жизни.Поскольку коррозия – это химическая реакция, мы можем предотвратить ее с помощью химических реакций, а именно окислительно-восстановительных реакций. Чтобы предотвратить коррозию, используйте другой металл, который окисляется легче, чем металл, который вы хотите защитить. Как и в большинстве случаев в жизни, химические реакции протекают по пути наименьшего сопротивления и наименьшей энергии, поэтому металл, который легче окисляется, подвергнется коррозии, а другой металл будет защищен.

Результаты обучения

По окончании этого урока вы сможете:

• Описывать две половинные ячейки в электрохимической ячейке
• Объясните, как можно сложить две полуреакции, чтобы получить полноценную реакцию клетки.