తరచుగా ఎలక్ట్రోడ్లలో ఏది కాథోడ్ మరియు ఏది యానోడ్ అని నిర్ణయించడంలో సమస్య ఉంది. మొదట మీరు నిబంధనలను అర్థం చేసుకోవాలి.
కాథోడ్ మరియు యానోడ్ యొక్క భావన - ఒక సాధారణ వివరణ
సంక్లిష్ట పదార్ధాలలో, సమ్మేళనాలలోని అణువుల మధ్య ఎలక్ట్రాన్లు అసమానంగా పంపిణీ చేయబడతాయి. పరస్పర చర్య ఫలితంగా, కణాలు ఒక పదార్ధం యొక్క అణువు నుండి మరొక అణువుకు కదులుతాయి. ప్రతిచర్యను రెడాక్స్ అంటారు. ఎలక్ట్రాన్ల నష్టాన్ని ఆక్సీకరణం అంటారు మరియు ఎలక్ట్రాన్లను దానం చేసే మూలకాన్ని తగ్గించే ఏజెంట్ అంటారు.
ఎలక్ట్రాన్ల జోడింపును తగ్గింపు అంటారు, ఈ ప్రక్రియలో స్వీకరించే మూలకం ఆక్సీకరణ ఏజెంట్. తగ్గించే ఏజెంట్ నుండి ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్కు ఎలక్ట్రాన్ల బదిలీ బాహ్య సర్క్యూట్ ద్వారా కొనసాగవచ్చు, ఆపై దానిని విద్యుత్ శక్తికి మూలంగా ఉపయోగించవచ్చు.రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే పరికరాలను గాల్వానిక్ కణాలు అంటారు.
గాల్వానిక్ సెల్ యొక్క సరళమైన శాస్త్రీయ ఉదాహరణ వివిధ లోహాలతో తయారు చేయబడిన రెండు ప్లేట్లు మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణంలో ముంచడం. అటువంటి వ్యవస్థలో, ఆక్సీకరణ ఒక లోహంపై జరుగుతుంది, మరియు తగ్గింపు మరొకదానిపై జరుగుతుంది.
ముఖ్యమైనది! ఆక్సీకరణం సంభవించే ఎలక్ట్రోడ్ను యానోడ్ అంటారు. తగ్గింపు జరిగే ఎలక్ట్రోడ్ కాథోడ్.
పాఠశాల కెమిస్ట్రీ పాఠ్యపుస్తకాల నుండి, ఒక రాగి-జింక్ గాల్వానిక్ సెల్ యొక్క ఉదాహరణ అంటారు, ఇది జింక్ మరియు కాపర్ సల్ఫేట్ మధ్య ప్రతిచర్య యొక్క శక్తి కారణంగా పనిచేస్తుంది. జాకోబి-డేనియల్ పరికరంలో, ఒక రాగి ప్లేట్ రాగి సల్ఫేట్ ద్రావణంలో (కాపర్ ఎలక్ట్రోడ్) ఉంచబడుతుంది, ఒక జింక్ ప్లేట్ జింక్ సల్ఫేట్ ద్రావణంలో (జింక్ ఎలక్ట్రోడ్) ముంచబడుతుంది. జింక్ ఎలక్ట్రోడ్ ద్రావణానికి కాటయాన్లను ఇస్తుంది, దానిలో అదనపు సానుకూల చార్జ్ను సృష్టిస్తుంది మరియు రాగి ఎలక్ట్రోడ్ వద్ద ద్రావణం కాటయాన్లలో క్షీణిస్తుంది, ఇక్కడ ద్రావణం ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది.
బాహ్య సర్క్యూట్ మూసివేయడం వలన జింక్ ఎలక్ట్రోడ్ నుండి రాగి ఎలక్ట్రోడ్కు ఎలక్ట్రాన్లు ప్రవహిస్తాయి. దశ సరిహద్దుల వద్ద సమతౌల్య సంబంధాలు అంతరాయం కలిగిస్తాయి. ఆక్సీకరణ-తగ్గింపు ప్రతిచర్య జరుగుతుంది.
ఆకస్మిక రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క శక్తి విద్యుత్ శక్తిగా మార్చబడుతుంది.
విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క బాహ్య శక్తి ద్వారా రసాయన ప్రతిచర్య రెచ్చగొట్టబడితే, విద్యుద్విశ్లేషణ అనే ప్రక్రియ జరుగుతుంది. విద్యుద్విశ్లేషణ సమయంలో సంభవించే ప్రక్రియలు గాల్వానిక్ సెల్ యొక్క ఆపరేషన్ సమయంలో సంభవించే ప్రక్రియలకు విరుద్ధంగా ఉంటాయి.
శ్రద్ధ! తగ్గింపు జరిగే ఎలక్ట్రోడ్ను కాథోడ్ అని కూడా పిలుస్తారు, అయితే విద్యుద్విశ్లేషణలో ఇది ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది, అయితే యానోడ్ సానుకూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది.
ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీలో అప్లికేషన్
యానోడ్లు మరియు కాథోడ్లు అనేక రసాయన ప్రతిచర్యలలో పాల్గొంటాయి:
- విద్యుద్విశ్లేషణ;
- ఎలెక్ట్రో ఎక్స్ట్రాక్షన్;
- ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్;
- ఎలక్ట్రోటైప్.
కరిగిన సమ్మేళనాలు మరియు సజల ద్రావణాల విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా లోహాలు పొందబడతాయి, లోహాలు మలినాలనుండి శుద్ధి చేయబడతాయి మరియు విలువైన భాగాలు సంగ్రహించబడతాయి (విద్యుద్విశ్లేషణ శుద్ధి). శుభ్రం చేయడానికి మెటల్ నుండి ప్లేట్లు వేయబడతాయి. అవి ఎలక్ట్రోలైజర్లో యానోడ్లుగా ఉంచబడతాయి. విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రభావంతో, లోహం రద్దు చేయబడుతుంది. దాని కాటయాన్లు ద్రావణంలోకి వెళ్లి కాథోడ్ వద్ద విడుదల చేయబడి, స్వచ్ఛమైన లోహాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. అసలు శుభ్రం చేయని మెటల్ ప్లేట్లో ఉండే మలినాలు యానోడ్ స్లడ్జ్గా కరగకుండా ఉంటాయి లేదా అవి తొలగించబడిన ఎలక్ట్రోలైట్లోకి వెళతాయి. రాగి, నికెల్, సీసం, బంగారం, వెండి, తగరం విద్యుద్విశ్లేషణ శుద్ధికి లోబడి ఉంటాయి.
ఎలెక్ట్రో ఎక్స్ట్రాక్షన్ అనేది విద్యుద్విశ్లేషణ సమయంలో ఒక ద్రావణం నుండి లోహాన్ని వేరు చేసే ప్రక్రియ. లోహం ద్రావణంలోకి వెళ్ళడానికి, ఇది ప్రత్యేక కారకాలతో చికిత్స పొందుతుంది. ప్రక్రియ సమయంలో, కాథోడ్ వద్ద అధిక స్వచ్ఛత లోహం అవక్షేపించబడుతుంది. ఈ విధంగా జింక్, కాపర్, కాడ్మియం లభిస్తాయి.
తుప్పును నివారించడానికి, బలాన్ని ఇవ్వడానికి, ఉత్పత్తిని అలంకరించడానికి, ఒక మెటల్ యొక్క ఉపరితలం మరొక పొరతో కప్పబడి ఉంటుంది. ఈ ప్రక్రియను ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ అంటారు.
ఎలెక్ట్రోప్లేటింగ్ అనేది మెటల్ ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ ద్వారా బల్క్ వస్తువుల నుండి మెటల్ కాపీలను పొందే ప్రక్రియ.
వాక్యూమ్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో అప్లికేషన్
వాక్యూమ్ పరికరంలో కాథోడ్ మరియు యానోడ్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం ఎలక్ట్రాన్ దీపం ద్వారా ప్రదర్శించబడుతుంది.ఇది లోపల లోహ భాగాలతో హెర్మెటిక్గా మూసివున్న పాత్రలా కనిపిస్తుంది. పరికరం విద్యుత్ సంకేతాలను సరిదిద్దడానికి, ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు మార్చడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఎలక్ట్రోడ్ల సంఖ్య ప్రకారం, ఇవి ఉన్నాయి:
- డయోడ్లు;
- ట్రయోడ్లు;
- టెట్రోడ్స్;
- పెంటోడ్లు మొదలైనవి.
డయోడ్ అనేది రెండు ఎలక్ట్రోడ్లు, క్యాథోడ్ మరియు యానోడ్లతో కూడిన వాక్యూమ్ పరికరం. కాథోడ్ పవర్ సోర్స్ యొక్క ప్రతికూల పోల్కు అనుసంధానించబడి ఉంది, యానోడ్ - పాజిటివ్కు. కాథోడ్ యొక్క ఉద్దేశ్యం ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతకు విద్యుత్ ప్రవాహం ద్వారా వేడి చేసినప్పుడు ఎలక్ట్రాన్లను విడుదల చేయడం. విడుదలైన ఎలక్ట్రాన్లు కాథోడ్ మరియు యానోడ్ మధ్య స్పేస్ ఛార్జ్ని సృష్టిస్తాయి. వేగవంతమైన ఎలక్ట్రాన్లు యానోడ్కు పరుగెత్తుతాయి, స్పేస్ ఛార్జ్ యొక్క ప్రతికూల సంభావ్య అవరోధాన్ని అధిగమించాయి. యానోడ్ ఈ కణాలను అందుకుంటుంది. బాహ్య సర్క్యూట్లో యానోడ్ కరెంట్ సృష్టించబడుతుంది. ఎలక్ట్రానిక్ ప్రవాహం అదనపు ఎలక్ట్రోడ్ల ద్వారా వాటికి ఎలక్ట్రిక్ పొటెన్షియల్ని వర్తింపజేయడం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. డయోడ్ల ద్వారా, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ డైరెక్ట్ కరెంట్గా మార్చబడుతుంది.
ఎలక్ట్రానిక్స్లో అప్లికేషన్
నేడు, సెమీకండక్టర్ రకాల డయోడ్లు ఉపయోగించబడతాయి.
ఎలక్ట్రానిక్స్లో, డయోడ్ల లక్షణం ఫార్వర్డ్ దిశలో కరెంట్ను పాస్ చేయడానికి మరియు వ్యతిరేక దిశలో పాస్ చేయకూడదని విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
LED యొక్క ఆపరేషన్ ఫార్వర్డ్ దిశలో p-n జంక్షన్ ద్వారా కరెంట్ పంపినప్పుడు మెరుస్తున్న సెమీకండక్టర్ స్ఫటికాల ఆస్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
గాల్వానిక్ డైరెక్ట్ కరెంట్ మూలాలు - బ్యాటరీలు
రివర్సిబుల్ ప్రతిచర్యలు సంభవించే విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క రసాయన మూలాలను బ్యాటరీలు అంటారు: అవి రీఛార్జ్ చేయబడతాయి మరియు పదేపదే ఉపయోగించబడతాయి.
ప్రధాన బ్యాటరీ యొక్క ఆపరేషన్ సమయంలో, రెడాక్స్ ప్రతిచర్య సంభవిస్తుంది.మెటాలిక్ సీసం ఆక్సీకరణం చెందుతుంది, దాని ఎలక్ట్రాన్లను దానం చేస్తుంది, లెడ్ డయాక్సైడ్ను తగ్గిస్తుంది, ఇది ఎలక్ట్రాన్లను అంగీకరిస్తుంది. బ్యాటరీలోని ప్రధాన లోహం యానోడ్ మరియు ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది. లీడ్ డయాక్సైడ్ ఒక కాథోడ్ మరియు ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడుతుంది.
బ్యాటరీ డిశ్చార్జ్ అయినప్పుడు, కాథోడ్ మరియు యానోడ్ యొక్క పదార్థాలు మరియు వాటి ఎలక్ట్రోలైట్, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం వినియోగించబడతాయి. బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేయడానికి, ఇది ప్రస్తుత మూలానికి కనెక్ట్ చేయబడింది (ప్లస్ నుండి ప్లస్, మైనస్ నుండి మైనస్). కరెంట్ యొక్క దిశ ఇప్పుడు బ్యాటరీ డిశ్చార్జ్ అయినప్పుడు దానికి విరుద్ధంగా ఉంది. ఎలక్ట్రోడ్లపై ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రక్రియలు "రివర్స్". ఇప్పుడు సీసం ఎలక్ట్రోడ్ కాథోడ్ అవుతుంది, దానిపై తగ్గింపు ప్రక్రియ జరుగుతుంది మరియు ఆక్సీకరణ ప్రక్రియతో సీసం డయాక్సైడ్ యానోడ్ అవుతుంది. బ్యాటరీ దాని ఆపరేషన్కు అవసరమైన పదార్థాలను తిరిగి సృష్టిస్తుంది.
ఎందుకు గందరగోళం ఉంది?
ఒక నిర్దిష్ట ఛార్జ్ గుర్తును యానోడ్ లేదా కాథోడ్కు గట్టిగా జోడించలేము అనే వాస్తవం నుండి సమస్య తలెత్తుతుంది. తరచుగా కాథోడ్ ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రోడ్, మరియు యానోడ్ ప్రతికూలమైనది. తరచుగా, కానీ ఎల్లప్పుడూ కాదు. ఇది అన్ని ఎలక్ట్రోడ్లో జరుగుతున్న ప్రక్రియపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
శ్రద్ధ! ఎలక్ట్రోలైట్లో ఉంచబడిన భాగం యానోడ్ మరియు కాథోడ్ రెండూ కావచ్చు. ఇది అన్ని ప్రక్రియ యొక్క ప్రయోజనం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది: మీరు దానిపై మరొక మెటల్ పొరను ఉంచాలి లేదా దానిని తీసివేయాలి.
యానోడ్ మరియు కాథోడ్ను ఎలా గుర్తించాలి
ఎలెక్ట్రోకెమిస్ట్రీలో, యానోడ్ అనేది ఆక్సీకరణ ప్రక్రియలు జరిగే ఎలక్ట్రోడ్, కాథోడ్ అనేది తగ్గింపు సంభవించే ఎలక్ట్రోడ్.
డయోడ్లో, కుళాయిలను యానోడ్ మరియు కాథోడ్ అంటారు. యానోడ్ ట్యాప్ "ప్లస్", "కాథోడ్" ట్యాప్ - "మైనస్" కు కనెక్ట్ చేయబడితే డయోడ్ ద్వారా కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది.
అన్కట్ కాంటాక్ట్లతో కొత్త LED కోసం, యానోడ్ మరియు కాథోడ్ పొడవు ద్వారా దృశ్యమానంగా నిర్ణయించబడతాయి. కాథోడ్ తక్కువగా ఉంటుంది.
పరిచయాలు కత్తిరించబడితే, వాటికి జోడించిన బ్యాటరీ సహాయం చేస్తుంది. ధ్రువణాలు సరిపోలినప్పుడు కాంతి కనిపిస్తుంది.
యానోడ్ మరియు కాథోడ్ గుర్తు
ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీలో, ఎలక్ట్రోడ్ల ఛార్జీల సంకేతాల గురించి కాకుండా, వాటిపై జరుగుతున్న ప్రక్రియల గురించి మాట్లాడటం మరింత సరైనది. తగ్గింపు ప్రతిచర్య కాథోడ్ వద్ద జరుగుతుంది మరియు ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్య యానోడ్ వద్ద జరుగుతుంది.
ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్లో, ప్రస్తుత ప్రవాహం కోసం, కాథోడ్ ప్రస్తుత మూలం యొక్క ప్రతికూల పోల్కు, యానోడ్ సానుకూలంగా అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.
ఇలాంటి కథనాలు:
