วิธีระบุขั้วบวกและขั้วลบของเซลล์กัลวานิก

เซลล์กัลวานิกหรือที่เรียกว่าเซลล์โวลตาอิกเป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีซึ่งปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นเองจะผลิตพลังงานไฟฟ้า เมื่อเขียนสมการ มักจะสะดวกที่จะแยกปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันออกเป็นครึ่งปฏิกิริยา เพื่อช่วยให้สมการโดยรวมสมดุลและเน้นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นจริง ในทางกลับกันแอโนดและแคโทดเป็นขั้วลบและขั้วบวกที่ปล่อยหรือรับอิเล็กตรอนระหว่างปฏิกิริยาเคมี

แอโนดและแคโทด

แอโนดคืออิเล็กโทรดลบหรืออิเล็กโทรดรีดิวซ์ที่ปล่อยอิเล็กตรอนไปยังวงจรภายนอก และถูกออกซิไดซ์ในระหว่างปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี ในกรณีส่วนใหญ่ ขั้วบวกจะเชื่อมโยงกับขั้วบวกของการผ่านของกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป ตัวอย่างที่ดีของสถานการณ์นี้สามารถเห็นได้ในแบตเตอรี่ ซึ่งประจุแอโนดจะเกิดขึ้นที่ขั้วบวก ในขณะที่ไฟ LED จะเกิดตรงกันข้าม ซึ่งขั้วบวกจะเป็นขั้วลบ

ในกรณีส่วนใหญ่ ขั้วบวกสามารถระบุได้จากทิศทางที่กระแสไฟฟ้าใช้ โดยพิจารณาว่าเป็นทิศทางของประจุไฟฟ้าฟรี ตอนนี้ ถ้าตัวนำไม่ได้เป็นโลหะ ประจุบวกที่เกิดขึ้นจะถูกถ่ายโอนไปยังตัวนำภายนอก

ในส่วนของแคโทดนั้นเป็นขั้วบวกหรือขั้วออกซิไดซ์ที่รับอิเล็กตรอนจากวงจรภายนอกและจะลดลงระหว่างปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี ประจุของแคโทดจะขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ตั้งอยู่

ภายในเซลล์อิเล็กโทรไลต์สื่อการถ่ายโอนพลังงานเนื่องจากไม่ใช่โลหะแต่เป็นอิเล็กโทรไลต์ ไอออนลบและบวกจึงสามารถอยู่ร่วมกันได้อย่างสมดุลในทิศทางตรงกันข้าม อย่างไรก็ตาม มีการระบุว่ากระแสไหลจากแอโนดไปยังแคโทด

แอโนดและแคโทดในเซลล์กัลวานิก

เซลล์กัลวานิกหรือที่เรียกว่าเซลล์โวลตาอิกประกอบด้วยครึ่งเซลล์สองเซลล์ แต่ละครึ่งเซลล์ประกอบด้วยอิเล็กโทรดโลหะที่แช่อยู่ในอิเล็กโทรไลต์ วงจรภายนอกเชื่อมต่ออิเล็กโทรดทั้งสองและสะพานเกลือเชื่อมต่อสารละลายอิเล็กโทรไลต์ทั้งสอง อิเล็กตรอนไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นที่ขั้วบวก ในขณะที่ครึ่งปฏิกิริยารีดักชันเกิดขึ้นที่ขั้วลบ

ตัวอย่างเช่น ในเซลล์กัลวานิกระหว่างทองแดงและแมกนีเซียม ครึ่งปฏิกิริยาต่อไปนี้เกิดขึ้นที่แคโทด: Cu ²⁺ + 2e ^– → Cu และที่ขั้วบวกจะเกิดครึ่งปฏิกิริยาต่อไปนี้: Mg → Mg ²⁺ + 2e ^–

เมื่ออิเล็กตรอนสูญหายระหว่างออกซิเดชันที่ขั้วบวก อิเล็กตรอนจะผ่านไปยังวงจรภายนอกเพื่อลดแคโทด ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ดังนั้นเมื่อขั้วบวกออกซิไดซ์ ความเข้มข้นของไอออนบวกในอิเล็กโทรไลต์จะเพิ่มขึ้น ในทำนองเดียวกัน เมื่อแคโทดลดลง ความเข้มข้นของประจุลบในอิเล็กโทรไลต์จะเพิ่มขึ้น

เพื่อรักษาความเป็นกลางทางไฟฟ้า ไอออนจะข้ามสะพานเกลือ เมื่อไอออนบวกถูกสร้างขึ้นที่ขั้วบวก ไอออนจะเคลื่อนที่จากสารละลายไปยังด้านขั้วบวกโดยใช้สะพานเกลือ ที่ด้านแคโทด แอนไอออนจะถูกสร้างขึ้นซึ่งทำให้ไอออนบวกผ่านจากสะพานเกลือไปยังสารละลายที่ด้านแคโทด สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าอิเล็กตรอนเดินทางผ่านสายไฟของวงจรภายนอก และไอออนจะเดินทางผ่านสะพานเกลือและสารละลาย

น้ำพุ

Atienza, ม.; ช่างตีเหล็ก อ.; Noguera, P.; Tortajada, L. และ Morais, S. (sf). เซลล์กัลวานิกหรือโวลตาอิก

Varela, I. แอโนดและแคโทดคืออะไร? ชีวิต