Différence entre l'anode et la cathode

Différence principale - Anode vs Cathode

Les termes cathode et anode sont utilisés pour se référer aux bornes d'un appareil électrique polarisé. le différence principale entre anode et cathode est que, en général, l'anode est le terminal où le courant (conventionnel) circule dans un appareil de l'extérieur, alors que la cathode est le terminal où le courant (conventionnel) sort de l'appareil. Toutefois, dans certains cas, l’utilisation n’est pas strictement suivie car, lorsqu'un appareil est en mesure de subir un processus réversible, le même terminal appelé «anode» peut désormais être appelé «cathode». Cela peut indubitablement être source de confusion et il est conseillé de s’adapter à l’utilisation générale dans le domaine concerné. Dans cet article, nous allons examiner plusieurs scénarios dans lesquels ces termes sont utilisés et explorer leur utilisation en termes de processus qui se produisent dans ces périphériques..

Qu'est-ce qu'une anode

L'anode est le terminal où le courant (conventionnel) circule dans un appareil de l'extérieur. Cela signifie que des électrons sortir de l'appareil à l'anode.

Qu'est-ce qu'une cathode

La cathode est le terminal où le courant (conventionnel) sort d'un appareil. Cela signifie que des électrons couler dans ce terminal de l'exterieur.

Cellules Galvaniques / Voltaïques

La configuration d'une cellule galvanique est illustrée ci-dessous:

Une cellule galvanique

Dans une cellule galvanique, l'une des électrodes présente un potentiel de réduction supérieur à celui de l'autre. L'électrode avec un potentiel de réduction plus élevé a une plus grande capacité à gagner des électrons, de sorte que les électrons y pénètrent de l'autre électrode. Dans la cellule dessinée ci-dessus, le cuivre a un potentiel de réduction supérieur au zinc, il tire donc des électrons de l'électrode de zinc. Cela accompagne deux réactions. A l'électrode de zinc, le zinc se dissocie en Zn²⁺ les ions et les électrons. En d'autres termes, le zinc est oxydé (il perd des électrons).

Les électrons perdus par le zinc s'écoulent à travers les fils sur l'électrode de cuivre. Ici, les électrons entrants se combinent avec Cu²⁺ les ions et forment des atomes de cuivre. Le cuivre est réduit (il gagne des électrons):

Ici, les électrons «sortent de l'appareil» de la borne de zinc, de sorte que le courant conventionnel circule dans l'appareil ici. Cela rend le terminal de zinc l'anode. Un courant conventionnel s'écoule de l'appareil à la borne en cuivre, ce qui fait du cuivre la cathode. Chaque fois qu'un dispositif fonctionne en utilisant des réactions d'oxydo-réduction, le terminal où l'oxydation se produit est l'anode et l'électrode où la réduction se produit est la cathode. Cela correspond à la description ci-dessus: le zinc (l'anode) s'oxyde et le cuivre (la cathode) se réduit.

Cellules électrolytiques

Dans les cellules électrolytiques, une alimentation est utilisée pour créer un courant dans un liquide contenant des ions. Par exemple, nous verrons ce qui se passe lorsque deux électrodes sont placées dans un échantillon de fondu chlorure de sodium (NaCl ou sel commun).

Electrolyse de chlorure de sodium en fusion

L'électrode connectée à la borne positive de la batterie attire le les anions. Ici, ces ions émettent leurs électrons, formant du chlore gazeux.

Au niveau de l'électrode connectée à la borne négative, les ions sodium positifs acquièrent des électrons, formant des atomes de sodium:

Ici, la borne qui consomme du courant dans le dispositif est l’électrode connectée à la borne positive de la batterie. C'est donc l'anode. les ions perdent leurs électrons ici, ce qui est cohérent avec l'idée que l'oxydation se produit à l'anode. Le sodium se forme à l’autre électrode où  les ions sont réduits. Flux de courant en dehors de l'appareil depuis ce terminal. Par conséquent, cette borne forme la cathode.

Les deux exemples ci-dessus devraient préciser que les termes anode et cathode ne vous référez pas à un potentiel spécifique, mais plutôt à la façon dont le courant circule dans la configuration. Par exemple, l'électrode "positive" de la cellule galvanique est sa "cathode", mais l'électrode "positive" dans le cas de électrolyse est son "anode".

Différence entre l'anode et la cathode

Les noms «anode» et «cathode» peuvent être attribués à un terminal en fonction du courant entrant dans ce terminal de l'extérieur ou du courant sortant du terminal vers l'extérieur. Cependant, étant donné que la manière dont les courants circulent dans des situations différentes peut être radicalement différente, traduire l’utilisation de ces termes d’une situation à l’autre peut prêter à confusion. Par conséquent, il peut être nécessaire d’examiner d’abord la situation pour pouvoir utiliser correctement la terminologie. Si possible, utilisez des termes alternatifs moins ambigus (en fonction de la situation). Nous avons discuté de deux exemples particuliers d'électrochimie, mais les termes «anode» et «cathode» sont également utilisés dans de nombreux autres domaines. Quelques exemples supplémentaires sont mentionnés dans la section résumé ci-dessous.

Direction du flux actuel:

Généralement, le courant circule dans le anode de l'exterieur. 

Cathode donne du courant sur l'appareil. Cela signifie que à l'extérieur le dispositif, des électrons écoulement de l'anode à la cathode.

Réaction Redox:

Dans les dispositifs qui reposent sur des réactions d’oxydo-réduction, l’oxydation a lieu au anodes.

Considérant que la réduction a lieu à cathodes.

Dans les cellules galvaniques et les cellules électrolytiques:

Dans les cellules galvaniques et les cellules électrolytiques, le cathode attire les cations et les oxyde.

le anode attire les anions et les réduit.

En électrolyse:

le anode forme le positif terminal en électrolyse

Tandis que le cathode forme le négatif terminal dans la cellule galvanique.

Dans les pistolets à électrons et les tubes à rayons X:

Dans les canons à électrons et les tubes à rayons X, la partie qui émet des électrons dans le dispositif forme la cathode.

À l'intérieur de l'appareil, le anode recueille les électrons. 

Lorsque les diodes normales sont connectées en polarisation directe, le l'anode est la p-côté, qui est le côté connecté au côté positif de la batterie (il tire le courant de la cellule). De même, le cathode forme le n-côté.

Bien que les noms des terminaux doivent être inversés lorsque le courant circule en polarisation inverse dans une diode Zener, le côté p est encore appelé le «anode”Même si techniquement donne courant vers l'extérieur. Il s’agit là d’une exception notable qui explique pourquoi il convient d’éviter autant que possible les termes «anode» et «cathode» (dans ce cas, il est préférable de faire référence aux côtés. p-côté et le n-côté).

Une autre source de confusion survient lorsque les fabricants de piles étiquettent la borne négative d’un appareil. rechargeable batterie comme “anode“. Lorsque la batterie se décharge, la terminologie fonctionne. Toutefois, lorsque la batterie est en cours de chargement, techniquement, la terminologie doit être inversée, de même.

Références:

Denker, J. (2004). Comment définir l'anode et la cathode. Extrait le 1 octobre 2015 de Welcome to Av8n.com

Courtoisie d'image:

«Diagramme de cellules galvaniques» selon la norme Ohio (transféré de en.wikipedia; transféré à Commons par l'utilisateur: Burpelson AFB à l'aide de CommonsHelper) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons