هر آنچه باید در رابطه با کاتد و آند بدانید!

کاتد و آند توسط جریان الکتریکی تعریف می شوند بنابراین ، کاتد الکترودی است که جریان را از یک دستگاه پلاریزه خارج می کند. به همین ترتیب ، آند الکترودی است که جریان از آن به یک دستگاه الکتریکی پلاریزه وارد می شود.

الکترود رسانایی است که به برقراری تماس الکتریکی با بخشی غیر فلزی از یک مدار کمک می کند. الکترودها از دو نقطه اصلی معروف به کاتد و آند تشکیل شده اند که اساساً جهت جریان را توصیف می کنند.

این اصطلاحات در سال ۱۸۳۴ توسط ویلیام هیول استفاده شد. وی این کلمات را از کلمه یونانی (kathodos) ، “نزول” یا “پایین آمدن” اقتباس کرد. ویلیام برای ارائه این اصطلاحات با مایکل فارادی مشورت کرده بود. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می شود.

آند چیست؟

آند الکترودی است که یک جریان معمولی از طریق آن وارد یک دستگاه الکتریکی قطبیده می شود. جهت جریان معمولی (جریان بارهای مثبت) در یک مدار مخالف جهت جریان الکترون است ، بنابراین الکترون ها (با بار منفی) از آند یک سلول گالوانیک خارج می شوند. هم در سلول گالوانیک و هم در سلول الکترولیتی ، آند الکترودی است که واکنش اکسیداسیون در آن رخ می دهد.

در یک سلول الکترولیتی ، آند سیم یا صفحه ای است که دارای بار مثبت اضافی است. در نتیجه ، آنیون ها تمایل به حرکت به سمت آند دارند که می توانند اکسید شوند. در گذشته به  آند به عنوان zincode نیز گفته می شد.

اصطلاحات آند و کاتد توسط قطبیت ولتاژ الکترودها تعریف نمی شوند بلکه با جهت جریان الکترود تعریف می شوند. برای مثال کاتد و آند در باتری قابل شارژ برعکس می شوند.

در ابتدایی ترین شکل ، آند در الکتروشیمی نقطه ای است که واکنش اکسیداسیون در آن رخ می دهد. به طور کلی در آند ، یون های منفی یا آنیون ها به دلیل پتانسیل الکتریکی تمایل به واکنش و دادن الکترون دارند. این الکترون ها سپس به سمت بالا حرکت می کنند و به داخل مدار محرک حرکت می کنند.

اگر آند و کاتد در سلول گالوانی را در نظر بگیریم ، آند ماهیت منفی دارد و الکترون ها بیشتر به سمت قسمت خارجی مدار حرکت می کنند. در سلول الکترولیتی کاتد مثبت است. علاوه بر این ، آند می تواند یک صفحه یا سیم باشد که دارای بار مثبت اضافی است.

کاتد چیست؟

کاتد الکترودی است که از آن جریان معمولی یک دستگاه الکتریکی قطبیده خارج می شود. یک جریان متعارف جهت حرکت بارهای مثبت را توصیف می کند. الکترون ها دارای بار الکتریکی منفی هستند ، بنابراین حرکت الکترون ها مخالف جریان متعارف است.

وقتی که ما در مورد کاتد در شیمی صحبت می کنیم منظورمان الکترودی است که در آن کاهش رخ می دهد. این  مسئله در یک سلول الکتروشیمیایی معمول است. در اینجا ، کاتد منفی است زیرا انرژی الکتریکی تأمین شده برای سلول منجر به تجزیه ترکیبات شیمیایی می شود. با این حال ، کاتد می تواند مانند یک سلول گالوانیک که در آن یک واکنش شیمیایی منجر به تولید انرژی الکتریکی می شود ، مثبت باشد.

بعلاوه دو نوع کاتد گرم و سرد وجود دارد. کاتدی که در حضور یک رشته گرم می شود تا الکترون را با تابش گرمایی از خود ساطع کند ، به عنوان کاتد گرم شناخته می شود در حالی که کاتد سرد توسط هیچ رشته ای گرم نمی شود. اگر کاتد الکترون های بیشتری را در مقایسه با الکترون های تولید شده توسط تابش گرمایی به تنهائی منتشر کند ، معمولاً “سرد” شناخته می شود.

تفاوت بین کاتد و آند چیست؟

با توجه به توضیحات فوق اکنون می توانید به راحتی به این سوال پاسخ بدهید. آند الکترودی است که جریان الکتریکی به داخل آن وارد می ‌شود. از نظر آند و کاتد در سلول‌ الکترولیتی باید گفت که آند  بخش مثبت را تشکیل می ‌دهد ، واکنش اکسایش در آن رخ می دهد و همیشه مانند یک دهنده الکترون عمل می کند.

کاتد الکترودی است  که الکتریسیته از آن به بیرون جریان می یابد ، کاتد در سلول‌ های الکترولیتی، بخش منفی را تشکیل می‌ دهد و واکنش کاهش در آن رخ می دهد. کاتد مثل یک پذیرنده الکترون عمل می کند. توجه داشته باشید که در یک سلول گالوانی آند و کاتد می‌ توانند به یکدیگر تبدیل شود.

شارژ کاتد و آند چیست؟

واکنش اکسیداسیون در آند رخ می دهد گونه های اکسیده شده الکترون از دست می دهند و این الکترود را با تجمع الکترون ها ترک می کنند بنابراین  آند شارژ منفی دارد. در مقابل کاتد دچار واکنش کاهش می شود که در آن گونه های کاهش یافته الکترون را جذب می کنند. بنابراین این الکترود ، یعنی کاتد ، فاقد الکترون است و بنابراین دارای بار مثبت است. همیشه کاهش در کاتد و اکسیداسیون در آند اتفاق می افتد. آند و کاتد در الکترولیز نیز به همین شکل دچار اکسیداسیون و کاهش می شوند.