Co to jest katoda dodatnia?
Katoda dodatnia jest rodzajem katody, przewodnika, w którym prąd elektryczny opuszcza aparat elektryczny. Jest powszechnie spotykany w ogniwach galwanicznych, takich jak działające baterie, gdzie zasila elektrony do zasilania obwodu. W tych komórkach elektrycznych elektrony przemieszczają się w kierunku dodatniej katody z zewnątrz komórki, podczas gdy jony dodatnie przemieszczają się w kierunku dodatniej katody od wnętrza komórki. Zasadniczo urządzenia dostarczające energię elektryczną podążają za tym wzorem i zawierają katody dodatnie.
Chociaż katoda jest powszechnie znana jako elektroda ujemna, jest to jedynie wspólna cecha, a nie prawdziwa definicja. To założenie opiera się na ruchu kationów lub jonów naładowanych dodatnio w kierunku katody oraz anionów lub jonów ujemnie naładowanych w kierunku drugiej elektrody, zwanej anodą. W katodzie dodatniej ruch kationów w kierunku innego źródła ładunku dodatniego może wydawać się sprzeczny z intuicją. Ten ruch jest jednak napędzany raczej gradientem stężenia chemicznego niż potencjałem ładunku elektrycznego.
Katody dodatnie często znajdują się w ogniwach galwanicznych, które składają się z dwóch oddzielnych połówek komórek połączonych mostkiem solnym lub membraną. Każde pół ogniwo zawiera metal w kontakcie z elektrolitem, który może być materiałem lub roztworem soli zawierającym jony tego konkretnego metalu. Ruch jonów do katody i postęp reakcji chemicznych pozwalają ogniwu galwanicznemu na wytwarzanie energii elektrycznej z energii chemicznej. Katoda dodatnia będzie miejscem redukcji, gdy kationy w roztworze stają się elektrycznie obojętne, gdy łączą się z litym metalem. Generuje to odpływ prądu elektrycznego z katody wraz z napływem elektronów potrzebnych do zmniejszenia kationów.
Baterie zwykle zawierają wiele z tych ogniw galwanicznych, aby dostarczyć wystarczającą ilość energii zgodnie z zasadą opisaną powyżej. W końcu kationy zostaną przeniesione do katody, nie pozostawiając jonów, aby kontynuować postęp reakcji. W tym momencie zdolność akumulatora do generowania energii zostanie wyczerpana.
Akumulatory mogą przepływać prąd w przeciwnym kierunku, aby zresetować ogniwa elektrochemiczne do ich warunków początkowych. Baterie te wykorzystują fakt, że wiele wytwarzających energię reakcji chemicznych jest również odwracalnych. W ładowanym akumulatorze elektroda dodatnia przełącza się z katody na anodę, gdy reakcja chemiczna przebiega w odwrotnym kierunku. Elektrony odpływają z raz dodatniej katody, a jony metali opuszczają katodę, aby ponownie dołączyć do elektrolitu lub rozpuścić się ponownie w roztworze soli.