Anodo y catodo quimica
Electrodo negativo
Para disipar un error común, a menudo deducido incorrectamente del hecho correcto de que en todos los dispositivos electroquímicos los cationes cargados positivamente se mueven hacia el cátodo y/o los aniones cargados negativamente se alejan de él, la polaridad del cátodo no siempre es negativa, sino que depende del tipo de dispositivo y, a veces, incluso del modo en que funciona, tal como determina la definición universal basada en la dirección de la corriente mencionada anteriormente. Ejemplos:
La palabra fue acuñada en 1834 a partir del griego κάθοδος (kathodos), 'descenso' o 'camino hacia abajo', por William Whewell, que había sido consultado[1] por Michael Faraday sobre algunos nombres nuevos necesarios para completar un artículo sobre el recién descubierto proceso de electrólisis. En ese artículo, Faraday explicaba que cuando una célula electrolítica está orientada de modo que la corriente eléctrica atraviesa el "cuerpo en descomposición" (electrolito) en una dirección "de Este a Oeste, o, lo que reforzará esta ayuda a la memoria, aquella en la que parece moverse el sol", el cátodo está donde la corriente abandona el electrolito, en el lado Oeste: "kata downwards, `odos a way ; the way which the sun sets" ([2], reimpreso en [3]).
¿El cátodo es positivo o negativo?
Los cátodos deben su nombre a los cationes (iones con carga positiva) y los ánodos a los aniones (iones con carga negativa). En un dispositivo que utiliza electricidad, el cátodo es el electrodo con carga negativa.
¿Cuál es la diferencia entre un ánodo y un cátodo?
Un ánodo es un electrodo donde se produce una reacción de oxidación (pérdida de electrones por la especie electroactiva). Un cátodo es un electrodo donde se produce una reacción de reducción (ganancia de electrones para la especie electroactiva).
Célula galvánica
El ánodo y el cátodo se definen por el flujo de corriente. En sentido general, la corriente se refiere a cualquier movimiento de carga eléctrica. Sin embargo, debes tener en cuenta la convención de que la dirección de la corriente es según hacia dónde se movería una carga positiva, no una carga negativa. Por tanto, si los electrones son los que se mueven en una célula, la corriente circula en sentido contrario. ¿Por qué se define así? Quién sabe, pero es la norma. La corriente fluye en la misma dirección que los portadores de carga positiva, por ejemplo, cuando los iones o protones positivos llevan la carga. La corriente fluye en dirección opuesta a los portadores de carga negativa, como los electrones en los metales.
Recuerde que la carga puede fluir de positivo a negativo o de negativo a positivo. Por ello, el ánodo puede estar cargado positiva o negativamente, dependiendo de la situación. Lo mismo ocurre con el cátodo.
Célula electrolítica
Se han realizado importantes avances en el campo de las baterías recargables (a veces denominadas pilas secundarias) y gran parte de este trabajo puede atribuirse al desarrollo de los vehículos eléctricos. Este trabajo contribuyó a la concesión del Premio Nobel de Química 2019 por el desarrollo de las baterías de iones de litio. En consecuencia, los términos ánodo, cátodo, positivo y negativo han ganado cada vez más visibilidad.
Los artículos sobre los nuevos electrodos de las baterías suelen utilizar los nombres de ánodo y cátodo sin especificar si la batería se está descargando o cargando. Los términos ánodo, cátodo, positivo y negativo no son sinónimos, a veces se confunden, lo que puede dar lugar a errores.
Los dos electrodos de una pila o acumulador tienen potenciales diferentes. El electrodo con el potencial más alto se denomina positivo, el electrodo con el potencial más bajo se denomina negativo. La fuerza electromotriz, emf en V, de la pila es la diferencia entre los potenciales de los electrodos positivo y negativo cuando la pila no está funcionando.
Materiales catódicos
Durante el funcionamiento de un sistema bioelectroquímico microbiano, debe mantenerse el equilibrio de carga entre el ánodo y el cátodo. En un escenario ideal, el equilibrio de carga se realizaría mediante la migración sin obstáculos de H(+) u OH(-). Al mismo tiempo, debería evitarse cualquier tipo de difusión (cruce) entre ambos compartimentos del electrodo. Sin embargo, como han demostrado varios estudios, la realidad experimental no se ajusta a esta imagen ideal. Se producen procesos de cruce y la migración H(+)/OH(-) sólo desempeña un papel inferior en la transferencia de iones de equilibrio de carga, lo que se traduce en pérdidas significativas en el rendimiento del sistema bioelectroquímico microbiano. Este Minireview resume el conflicto de la selectividad frente a la movilidad y analiza las principales estrategias para hacer frente a las limitaciones resultantes, incluyendo el funcionamiento a pH estático y el uso de diferentes materiales separadores y sistemas sin membranas. Por último, se demuestra que todas las configuraciones comprometen la selectividad o la movilidad, y que actualmente no existe ninguna solución ideal aparente.