Анод — электрод, подключаемый к плюсу¶
Анод — электрод, к которому в электрической цепи подводится положительный потенциал, то есть электрод, подключаемый к плюсу источника тока. В электрохимии анодом называют электрод, на котором происходит окисление (отдача электронов), а в электровакуумных приборах и гальванических элементах — электрод, подключаемый к положительному выводу. Слово происходит от греч. anodos — «восхождение», «путь вверх».
¶Определение и знак
Краткий ответ на вопрос «анод — это плюс или минус»: анод — это плюс. В гальваническом элементе (батарее) анодом является отрицательный электрод — но это исключение, связанное с тем, что в источнике тока направление движения электронов противоположно направлению тока. В остальных случаях (электролиз, электролитическая ванна, электронная лампа, диод) анод подключается к положительному полюсу.
¶Анод и катод: различия
| Признак | Анод | Катод |
|---|---|---|
| Потенциал | Положительный | Отрицательный |
| Реакция | Окисление | Восстановление |
| Направление электронов | Отвод электронов | Подвод электронов |
| Источник тока | Отрицательный электрод | Положительный электрод |
| Электролиз | Подключён к плюсу | Подключён к минусу |
В электролитической ячейке (электролиз) на аноде происходит окисление: анионы (отрицательно заряженные ионы) движутся к нему, отдают электроны и превращаются в нейтральные атомы или молекулы. На катоде, наоборот, идёт восстановление: катионы принимают электроны. Оба электрода подключены к внешнему источнику тока, который и создаёт разность потенциалов.
¶Анод в гальваническом элементе
В гальваническом элементе (батарейке) анодом традиционно называют электрод, на котором происходит окисление, то есть отрицательно заряженный электрод. Это связано с тем, что в источнике тока электроны движутся от анода к катоду через внешнюю цепь, и именно анод является их источником. Поэтому в батарейке анод — это минус, а катод — плюс. Такое «перепутывание» знаков — распространённый источник путаницы, но оно исторически сложилось в электрохимии.
¶Применение
¶Гальваника и электроосаждение
В гальванических ваннах анод подключают к плюсу источника тока. На нём происходит окисление металла (если анод растворимый) или выделение кислорода (если анод инертный, например платиновый или графитовый). Катод, подключённый к минусу, является изделием, на котором осаждается металл.
¶Радиолампы и электронные приборы
В электронной лампе анод (плоскость) подключён к положительному потенциалу относительно катода. Электроны, испускаемые накалённым катодом, устремляются к аноду, создавая анодный ток. В полупроводниковых приборах (диодах, транзисторах) анодом называют вывод p-типа, подключаемый к плюсу.
¶Коррозия металлов
В электрохимической коррозии анодной зоной называют участок металла, где происходит окисление, то есть разрушение. В гальванической паре «железо — медь» железо играет роль анода и разрушается, а медь — катода и остаётся целой. Для защиты металлов от коррозии применяют метод катодной защитыы, при котором защищаемый объект подключают к минусу источника тока или к более активному металлу.
¶Интересные факты
- Термин «анод» и «катод» ввёл английский физик Майкл Фарадей в 1834 году.
- В вакуумных лампах анод часто изготавливают из никеля, молибдена или графита из-за высокой температуры, которую он выдерживает при бомбардировке электронами.
- В современных литий-ионных аккумуляторах анодом обычно служит графит, на котором интеркалируются ионы лития при зарядке.
¶Источники
- Фарадей М. «Экспериментальные исследования по электричеству»
- Гмелин Л. «Руководство по неорганической химии»
- Кучеровский В. Г. «Электрохимия»
- Справочник по физике (под ред. Г. С. Ландсберга)