ઇલેક્ટ્રોડમાંથી કયો કેથોડ છે અને કયો એનોડ છે તે નક્કી કરવામાં ઘણી વાર સમસ્યા હોય છે. પ્રથમ તમારે શરતો સમજવાની જરૂર છે.
સામગ્રી
કેથોડ અને એનોડનો ખ્યાલ - એક સરળ સમજૂતી
જટિલ પદાર્થોમાં, સંયોજનોમાં અણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોન અસમાન રીતે વિતરિત થાય છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે, કણો એક પદાર્થના અણુમાંથી બીજા પરમાણુ તરફ જાય છે. પ્રતિક્રિયાને રેડોક્સ કહેવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોનની ખોટને ઓક્સિડેશન કહેવામાં આવે છે, અને જે તત્વ ઇલેક્ટ્રોનનું દાન કરે છે તેને રિડ્યુસિંગ એજન્ટ કહેવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોનના ઉમેરાને ઘટાડો કહેવામાં આવે છે, આ પ્રક્રિયામાં પ્રાપ્ત કરનાર તત્વ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે. ઘટાડતા એજન્ટમાંથી ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટમાં ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થાનાંતરણ બાહ્ય સર્કિટ દ્વારા આગળ વધી શકે છે, અને પછી તેનો ઉપયોગ વિદ્યુત ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે.ઉપકરણો કે જેમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની ઊર્જા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે તેને ગેલ્વેનિક કોષો કહેવામાં આવે છે.
ગેલ્વેનિક કોષનું સૌથી સરળ શાસ્ત્રીય ઉદાહરણ વિવિધ ધાતુઓની બનેલી અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્રાવણમાં ડૂબી ગયેલી બે પ્લેટ છે. આવી સિસ્ટમમાં, એક ધાતુ પર ઓક્સિડેશન થાય છે, અને બીજી ધાતુ પર ઘટાડો થાય છે.
મહત્વપૂર્ણ! ઇલેક્ટ્રોડ કે જેના પર ઓક્સિડેશન થાય છે તેને એનોડ કહેવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોડ કે જેના પર ઘટાડો થાય છે તે કેથોડ છે.
શાળાના રસાયણશાસ્ત્રના પાઠ્યપુસ્તકોમાંથી, કોપર-ઝીંક ગેલ્વેનિક સેલનું ઉદાહરણ જાણીતું છે, જે ઝીંક અને કોપર સલ્ફેટ વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાની ઊર્જાને કારણે કામ કરે છે. જેકોબી-ડેનિયલ ઉપકરણમાં, કોપર પ્લેટને કોપર સલ્ફેટ સોલ્યુશન (કોપર ઇલેક્ટ્રોડ) માં મૂકવામાં આવે છે, ઝીંક પ્લેટને ઝીંક સલ્ફેટ સોલ્યુશન (ઝીંક ઇલેક્ટ્રોડ) માં ડૂબી દેવામાં આવે છે. ઝીંક ઇલેક્ટ્રોડ સોલ્યુશનને કેશન્સ આપે છે, તેમાં વધુ સકારાત્મક ચાર્જ બનાવે છે, અને કોપર ઇલેક્ટ્રોડ પર દ્રાવણ કેશનમાં સમાપ્ત થાય છે, અહીં સોલ્યુશન નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.
બાહ્ય સર્કિટ બંધ કરવાથી ઝીંક ઇલેક્ટ્રોડમાંથી કોપર ઇલેક્ટ્રોડમાં ઇલેક્ટ્રોન વહે છે. તબક્કાની સીમાઓ પર સંતુલન સંબંધો વિક્ષેપિત થાય છે. ઓક્સિડેશન-ઘટાડો પ્રતિક્રિયા થાય છે.
સ્વયંસ્ફુરિત રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની ઊર્જા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
જો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની બાહ્ય ઊર્જા દ્વારા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા ઉશ્કેરવામાં આવે છે, તો વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ નામની પ્રક્રિયા થાય છે. વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દરમિયાન થતી પ્રક્રિયાઓ ગેલ્વેનિક સેલની કામગીરી દરમિયાન થતી પ્રક્રિયાઓથી વિપરીત છે.
ધ્યાન આપો! ઇલેક્ટ્રોડ જ્યાં ઘટાડો થાય છે તેને કેથોડ પણ કહેવામાં આવે છે, પરંતુ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણમાં તે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, જ્યારે એનોડ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.
ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીમાં એપ્લિકેશન
એનોડ અને કેથોડ્સ ઘણી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે:
- વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ;
- ઇલેક્ટ્રોએક્સ્ટ્રક્શન;
- ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ;
- ઇલેક્ટ્રોટાઇપ.
ધાતુઓ પીગળેલા સંયોજનો અને જલીય દ્રાવણના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, ધાતુઓને અશુદ્ધિઓમાંથી શુદ્ધ કરવામાં આવે છે અને મૂલ્યવાન ઘટકો કાઢવામાં આવે છે (ઇલેક્ટ્રોલિટીક રિફાઇનિંગ). પ્લેટોને સાફ કરવા માટે મેટલમાંથી નાખવામાં આવે છે. તેઓ ઇલેક્ટ્રોલાઈઝરમાં એનોડ તરીકે મૂકવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના પ્રભાવ હેઠળ, ધાતુ વિસર્જનમાંથી પસાર થાય છે. તેના કેશન્સ સોલ્યુશનમાં જાય છે અને કેથોડ પર વિસર્જિત થાય છે, જે શુદ્ધ ધાતુની થાપણ બનાવે છે. મૂળ અશુદ્ધ ધાતુની પ્લેટમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ કાં તો એનોડ કાદવ તરીકે અદ્રાવ્ય રહે છે અથવા ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં જાય છે જ્યાં તેને દૂર કરવામાં આવે છે. તાંબુ, નિકલ, સીસું, સોનું, ચાંદી, ટીન ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક રિફાઇનિંગને આધિન છે.
ઇલેક્ટ્રોએક્સ્ટ્રક્શન એ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દરમિયાન દ્રાવણમાંથી ધાતુને અલગ કરવાની પ્રક્રિયા છે. ધાતુને ઉકેલમાં જવા માટે, તેને વિશિષ્ટ રીએજન્ટ્સ સાથે સારવાર આપવામાં આવે છે. પ્રક્રિયા દરમિયાન, કેથોડ પર ઉચ્ચ શુદ્ધતાની ધાતુનો અવક્ષેપ થાય છે. આ રીતે ઝીંક, કોપર, કેડમિયમ મળે છે.
કાટને ટાળવા માટે, તાકાત આપવા માટે, ઉત્પાદનને સુશોભિત કરવા માટે, એક ધાતુની સપાટી બીજાના સ્તરથી આવરી લેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ કહેવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ એ ધાતુના ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન દ્વારા જથ્થાબંધ પદાર્થોમાંથી ધાતુની નકલો મેળવવાની પ્રક્રિયા છે.
વેક્યુમ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં એપ્લિકેશન
શૂન્યાવકાશ ઉપકરણમાં કેથોડ અને એનોડના સંચાલનના સિદ્ધાંતને ઇલેક્ટ્રોન લેમ્પ દ્વારા દર્શાવી શકાય છે.તે અંદર ધાતુના ભાગો સાથે હર્મેટિકલી સીલબંધ જહાજ જેવું લાગે છે. ઉપકરણનો ઉપયોગ વિદ્યુત સંકેતોને સુધારવા, જનરેટ કરવા અને કન્વર્ટ કરવા માટે થાય છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સની સંખ્યા અનુસાર, ત્યાં છે:
- ડાયોડ;
- triodes;
- ટેટ્રોડ્સ;
- પેન્ટોડ્સ, વગેરે.
ડાયોડ એ બે ઇલેક્ટ્રોડ, કેથોડ અને એનોડ સાથેનું વેક્યૂમ ઉપકરણ છે. કેથોડ પાવર સ્ત્રોતના નકારાત્મક ધ્રુવ સાથે જોડાયેલ છે, એનોડ - હકારાત્મક સાથે. કેથોડનો હેતુ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દ્વારા ચોક્કસ તાપમાને ગરમ થાય ત્યારે ઇલેક્ટ્રોનનું ઉત્સર્જન કરવાનો છે. ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોન કેથોડ અને એનોડ વચ્ચે સ્પેસ ચાર્જ બનાવે છે. સ્પેસ ચાર્જના નકારાત્મક સંભવિત અવરોધને દૂર કરીને સૌથી ઝડપી ઇલેક્ટ્રોન એનોડ તરફ ધસી આવે છે. એનોડ આ કણો મેળવે છે. બાહ્ય સર્કિટમાં એનોડ પ્રવાહ બનાવવામાં આવે છે. ઈલેક્ટ્રોનિક પ્રવાહને વધારાના ઈલેક્ટ્રોડ્સ દ્વારા તેમના પર વિદ્યુત સંભવિત લાગુ કરીને નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે. ડાયોડ્સ દ્વારા, વૈકલ્પિક પ્રવાહને સીધા પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં એપ્લિકેશન
આજે, સેમિકન્ડક્ટર પ્રકારના ડાયોડનો ઉપયોગ થાય છે.
ઈલેક્ટ્રોનિક્સમાં, ડાયોડની પ્રોપર્ટી આગળની દિશામાં પ્રવાહ પસાર કરવા અને વિરુદ્ધ દિશામાં પસાર ન કરવા માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
એલઇડીનું સંચાલન સેમિકન્ડક્ટર ક્રિસ્ટલ્સની ગ્લો કરવા માટેના ગુણધર્મ પર આધારિત છે જ્યારે પી-એન જંકશનમાંથી પ્રવાહ આગળની દિશામાં પસાર થાય છે.
ગેલ્વેનિક સીધા વર્તમાન સ્ત્રોતો - બેટરી
વિદ્યુત પ્રવાહના રાસાયણિક સ્ત્રોતો જેમાં ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે તેને બેટરી કહેવામાં આવે છે: તે રિચાર્જ થાય છે અને વારંવાર ઉપયોગમાં લેવાય છે.
લીડ બેટરીના સંચાલન દરમિયાન, રેડોક્સ પ્રતિક્રિયા થાય છે.મેટાલિક લીડ ઓક્સિડાઇઝ કરે છે, તેના ઇલેક્ટ્રોનનું દાન કરે છે, લીડ ડાયોક્સાઇડ ઘટાડે છે, જે ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારે છે. બેટરીમાં લીડ મેટલ એ એનોડ છે અને તે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. લીડ ડાયોક્સાઇડ એ કેથોડ છે અને તે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે.
જેમ જેમ બેટરી ડિસ્ચાર્જ થાય છે તેમ, કેથોડ અને એનોડના પદાર્થો અને તેમના ઇલેક્ટ્રોલાઇટ, સલ્ફ્યુરિક એસિડનો વપરાશ થાય છે. બેટરી ચાર્જ કરવા માટે, તે વર્તમાન સ્ત્રોત (પ્લસ ટુ પ્લસ, માઈનસ ટુ માઈનસ) સાથે જોડાયેલ છે. વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા હવે જ્યારે બેટરી ડિસ્ચાર્જ કરવામાં આવી હતી ત્યારે જે હતી તેનાથી વિપરીત છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ "વિપરીત" છે. હવે લીડ ઇલેક્ટ્રોડ કેથોડ બની જાય છે, તેના પર ઘટાડો પ્રક્રિયા થાય છે, અને લીડ ડાયોક્સાઇડ એનોડ બની જાય છે, જેમાં ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા થાય છે. બેટરી તેના ઓપરેશન માટે જરૂરી પદાર્થોને ફરીથી બનાવે છે.
મૂંઝવણ કેમ છે?
સમસ્યા એ હકીકતથી ઊભી થાય છે કે ચોક્કસ ચાર્જ સાઇન એનોડ અથવા કેથોડ સાથે નિશ્ચિતપણે જોડી શકાતી નથી. ઘણીવાર કેથોડ એ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે, અને એનોડ નકારાત્મક હોય છે. ઘણી વાર, પરંતુ હંમેશા નહીં. તે બધું ઇલેક્ટ્રોડ પર થતી પ્રક્રિયા પર આધારિત છે.
ધ્યાન આપો! ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં જે ભાગ મૂકવામાં આવે છે તે એનોડ અને કેથોડ બંને હોઈ શકે છે. તે બધું પ્રક્રિયાના હેતુ પર આધારિત છે: તમારે તેના પર ધાતુનો બીજો સ્તર મૂકવો અથવા તેને દૂર કરવાની જરૂર છે.
એનોડ અને કેથોડ કેવી રીતે ઓળખવા
ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીમાં, એનોડ એ ઇલેક્ટ્રોડ છે કે જેના પર ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ થાય છે, કેથોડ એ ઇલેક્ટ્રોડ છે જ્યાં ઘટાડો થાય છે.
ડાયોડમાં, નળને એનોડ અને કેથોડ કહેવામાં આવે છે. જો એનોડ ટેપ "પ્લસ", "કેથોડ" ટેપ - "માઈનસ" સાથે જોડાયેલ હોય તો ડાયોડમાંથી પ્રવાહ વહેશે.
ન કાપેલા સંપર્કો સાથેના નવા એલઇડી માટે, એનોડ અને કેથોડ લંબાઈ દ્વારા દૃષ્ટિની રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે. કેથોડ ટૂંકા હોય છે.
જો સંપર્કો કાપી નાખવામાં આવે છે, તો તેમની સાથે જોડાયેલ બેટરી મદદ કરશે. જ્યારે ધ્રુવીયતા મેળ ખાશે ત્યારે પ્રકાશ દેખાશે.
એનોડ અને કેથોડ ચિહ્ન
ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીમાં, ઇલેક્ટ્રોડ્સના ચાર્જના સંકેતો વિશે નહીં, પરંતુ તેમના પર ચાલી રહેલી પ્રક્રિયાઓ વિશે વાત કરવી વધુ યોગ્ય છે. ઘટાડો પ્રતિક્રિયા કેથોડ પર થાય છે, અને ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા એનોડ પર થાય છે.
વિદ્યુત ઇજનેરીમાં, પ્રવાહના પ્રવાહ માટે, કેથોડ વર્તમાન સ્ત્રોતના નકારાત્મક ધ્રુવ સાથે જોડાયેલ છે, એનોડને હકારાત્મક સાથે.
સમાન લેખો:
