Elektroda

Elektroda je elektronický nebo iontový vodič ( např: sklo ) pro zachycení nebo uvolnění elektronů.

Elektrody se používají v systémech generujících proud (jako jsou baterie) a v elektrolyzách , jejichž systém přijímá proud.

Mluví se také o elektrodách k označení určitých součástí elektrických zařízení, jako jsou radiové trubice, rentgenky trubek , diody s polovodičem . To je také případ svařování elektrickým obloukem .

Nakonec mluvíme o elektrodě v biologii, abychom určili vodivé zařízení umožňující zachytit variace elektrického potenciálu v živém organismu.

Typy

Elektrody jsou rozděleny do typů (nebo druhů) elektrod:

1 st typ: kov v přítomnosti jedné z jeho solí v roztoku ( např: Cu a Cu 2+ );
2 nd typ: kov v přítomnosti jedné ze svých špatně rozpustných solí ( např: Ag a AgCl);
3 rd Typ: kov je inertní ( např Pt) a ponoří do roztoku, jehož soluty představují redoxní pár ( např: Fe 3+ / Fe 2+ );
4 th Druh: selektivních elektrod, které měří aktivitu iontu.

Elektrody pro elektrolýzu

Elektrolýzy zahrnuje dvě elektrody, z nichž každá je na jiném potenciálu, odpovídající redox kopulaci zapojeno. Nucený redox reakce (způsobené proudem), probíhá v každé elektrody:

jeden je sídlem reakce z redukce , která je katoda (připojen k zápornému pólu - generátoru); například Cu 2+ + 2e - → Cu. Potenciál katody je o to menší, než Nernstův potenciál, protože proud, který jím prochází, je vysoký;
druhý je místem oxidační reakce , je to anoda (připojená k + pólu generátoru); například 2Br - → Br 2 + 2e - . Čím větší je potenciál anody než Nernstův potenciál, tím vyšší je proud, který jím protéká.

Reakce, které probíhají na každé elektrodě, zahrnují elektrony. Nejedná se však o poloviční rovnice, ale spíše o chemické reakce. Je to originalita elektrod, které přinášejí elektrony do hry jako činidlo nebo jako produkt .

Podle konvenčního směru toku proudu, stejnosměrný proud :

vstupuje do elektrolyzéru anodou ;
a vystupuje katodou, aby se vrátil do generátoru .

Elektrody pro baterie

Elektrická baterie se skládá ze dvou oddílů, z nichž každý obsahuje elektrodu. Redoxní reakce buňky probíhá po polovině , což je místo spontánní reakce:

jeden je sídlem reakce z redukce , která je katoda (kladný pól stohu);
druhý je místem oxidační reakce , je to anoda (pól - baterie).

Existuje několik kategorií elektrod (první kategorie, druhá kategorie).

Elektrody v analytické chemii

Většina analytických metod v oblasti elektrochemie, elektroanalýzy , používá elektrody:

potenciometrie : rozdíl potenciálů se měří mezi měřící elektrodou (jejíž potenciál se mění podle druhu v roztoku) a stálým potenciálem referenční elektrody:
- referenční elektroda : nasycená kalomelová elektroda nebo elektroda síranu rtuťnatého ,
- indikační (nebo měřicí) elektroda: platinová nebo stříbrná elektroda;
pH-metrie :
- referenční elektroda: nasycená kalomelová elektroda,
- indikační (nebo měřicí) elektroda: vodíková elektroda , chinhydronová elektroda, antimonová elektroda a zejména skleněná elektroda ;
polarografie : používá kapkovou elektrodu rtuti ;
voltametrie :
- referenční elektroda : nasycená kalomelová elektroda nebo elektroda na bázi chloridu stříbrného ,
- pracovní elektroda: elektroda se rtutí nebo jinými pevnými kovy,
- pomocná elektroda : používá se k průchodu proudu v platině nebo uhlíku.

Elektrody v biologii

Průhledné elektrody

Možná bude nutné mít transparentní elektrody, které jsou v současné době předmětem výzkumu ( např. Polymer obsahující kovové nanodráty (stříbro a / nebo měď) a uhlíkové nanomateriály (uhlíkové nanotrubičky , redukovaný oxid grafenu)).

Poznámky a odkazy

Lexikografické a etymologické definice výrazu „Électrode“ du Trésor de la langue française computerisé na webových stránkách Národního centra pro textové a lexikální zdroje .
J. Idier, Využití anizotropních nanomateriálů pro vývoj transparentních vodivých elektrod , disertační práce z chemie-fyziky, University of Bordeaux, 2016.