Elektroda

Elektroda jest elektroniczny lub jonowy przewodu ( np szkło ) do chwytania lub zwalniania elektrony.

Elektrody są stosowane w układach prądotwórczych (takich jak akumulatory) oraz w elektrolizach , których układ odbiera prąd.

Mówi się również o elektrodach do oznaczania niektórych elementów urządzeń elektrycznych, takich jak lampy radiowe, lampy rentgenowskie , diody z półprzewodnikami . Dzieje się tak również w przypadku spawania łukiem elektrycznym .

Wreszcie w biologii mówimy o elektrodzie do wyznaczenia urządzenia przewodzącego, umożliwiającego wychwycenie zmian potencjału elektrycznego w żywym organizmie.

Rodzaje

Elektrody są klasyfikowane według typu (lub gatunku) elektrody:

1 st typu metal w obecności jednej z jego soli w roztworze ( np Cu i Cu 2+ );
2 II typu metal w obecności jednego z jej słabo rozpuszczalne sole ( np Ag i AgCl);
3 III Typ: metal jest obojętne ( np Pt) i zanurza się w roztworze, który rozpuszczone substancje stanowią pary redoks ( np Fe 3+ / Fe 2+ );
4 p typu: odpowiednie elektrody, które mierzą aktywność jonów.

Elektrody do elektrolizy

Elektrolizy składa się z dwóch elektrod, z których każda ma inny potencjał odpowiadający pary redoks nim udział. Zmuszony reakcji redoks (spowodowane przez prąd) odbywa się przy każdej elektrodzie:

jeden jest siedzenie z reakcji z redukcji , to jest katoda (podłączony do bieguna ujemnego - generatora); na przykład Cu 2+ + 2e - → Cu. Potencjał katody jest tym bardziej niższy niż potencjał Nernsta, ponieważ przepływający przez nią prąd jest wysoki;
druga to miejsce reakcji utleniania , to anoda (podłączona do bieguna + generatora); na przykład 2Br - → Br 2 + 2e - . Im większy potencjał anody niż potencjał Nernsta, tym wyższy prąd przez nią przepływa.

Reakcje zachodzące na każdej elektrodzie obejmują elektrony. Nie są to jednak równania połowiczne, ale raczej reakcje chemiczne. Oryginalność elektrod polega na wykorzystaniu elektronów jako odczynników lub produktów .

Zgodnie z konwencjonalnym kierunkiem przepływu prądu , prąd stały :

wchodzi do elektrolizera przez anodę ;
i wychodzi przez katodę, aby powrócić do generatora .

Elektrody do akumulatorów

Akumulator elektryczny składa się z dwóch przedziałów, z których każdy zawiera elektrodę. Reakcja redoks komórki zachodzi po połowę , co jest siedliskiem spontanicznej reakcji:

jeden jest siedzenie z reakcji z redukcji , to jest katoda (biegun dodatni stos);
druga to miejsce reakcji utleniania , to anoda (biegun - baterii).

Istnieje kilka kategorii elektrod (pierwsza kategoria, druga kategoria).

Elektrody w chemii analitycznej

Większość metod analitycznych z zakresu elektrochemii, elektroanalizy wykorzystuje elektrody:

potencjometria : mierzona jest różnica potencjałów między elektrodą pomiarową (której potencjał zmienia się w zależności od gatunku w roztworze) a stałym potencjałem elektrody odniesienia:
- elektroda odniesienia : nasycona elektroda kalomelowa lub elektroda z siarczanu rtęci ,
- elektroda wskaźnikowa (lub pomiarowa): elektroda platynowa lub srebrna;
pH-metria :
- elektroda odniesienia: nasycona elektroda kalomelowa,
- elektroda wskaźnikowa (lub pomiarowa): elektroda wodorowa, elektroda chinhydronowa, elektroda antymonowa, a zwłaszcza elektroda szklana ;
polarografia : wykorzystuje kroplową elektrodę rtęciową ;
woltamperometria :
- elektroda odniesienia: nasycona elektroda kalomelowa lub elektroda z chlorku srebra ,
- elektroda robocza : elektroda z rtęcią lub innymi metalami stałymi,
- elektroda pomocnicza : służy do przepływu prądu, z platyny lub węgla.

Elektrody w biologii

Przezroczyste elektrody

Konieczne może być posiadanie elektrod przezroczystych, które są obecnie przedmiotem badań ( np. Polimer zawierający nanoprzewody metaliczne (srebro i / lub miedź) oraz nanomateriały węglowe ( nanorurki węglowe , redukcja tlenku grafenu)).

Uwagi i odniesienia

Definicje leksykograficzne i etymologiczne „Électrode” du Trésor de la langue française computerisé , na stronie internetowej National Center for Textual and Lexical Resources .
J.Idier, Zastosowanie anizotropowych nanomateriałów do opracowania przezroczystych elektrod przewodzących , praca doktorska z chemii-fizyki, University of Bordeaux, 2016.