تفاوت بین کاتد، آند و کاتیون و آنیون چیست؟ اصول الکترولیز همراه با مقایسه کاتیونی و آنیونی در این مقاله توضیح داده شده است. بیایید اصول شیمی را یاد بگیریم.

تفاوت بین کاتد، آند و کاتیون و آنیون چیست؟:

الکترولیز در تمام مطالعات شیمیایی اهمیت قابل توجهی دارد و کاربردهای مختلفی در فرآیند صنعتی دارد. این فرآیند در یک سلول الکترولیتی انجام می شود و از آن برای ایجاد تغییرات شیمیایی در محلول هنگام وارد شدن جریان به آن استفاده می شود. این تغییر شیمیایی با انتقال الکترون ها در این محلول ایجاد می شود.

الکترولیز

در طول فرآیند الکترولیز، یک الکترون توسط ماده از طریق یک تبدیل شیمیایی (معروف به اکسیداسیون یا کاهش) از دست می‌رود یا به دست می‌آید. این اتفاق بین الکترودهای مثبت و منفی در سلول الکترولیتی رخ می دهد که از هم جدا می شوند و در محلولی حاوی یون های دارای بار مثبت و منفی فرو می روند. تبدیل مورد نیاز برای یک ماده می تواند روی یکی از الکترودها باشد یا در محلول مخلوط شود.

هر دوی آنها می توانند مانند الکترودهای کلاسیک یا نیمه سلول های الکتروشیمیایی باشند، اما هر دو به عنوان اتصال یک محلول به یک مدار خارجی عمل می کنند و نیمه واکنش اکسیداسیون (که در سمت واکنش دهنده معادله شیمیایی نشان میدهند) و کاهش نیمه کاهش می یابد. واکنش (که در سمت محصول معادله نشان می دهند) در این محلول. این دو الکترود با بار مخالف نیز به رفتار کاتیونی در مقابل آنیونی یون ها متصل هستند.

مقایسه: یون های کاتیونی و آنیونی:

همانطور که در بالا ذکر شد، آند حالت اکسیداسیون را افزایش می دهد و کاتد برعکس عمل می کند و در نتیجه یون های ماده در سلول الکترولیتی ایجاد می شود. هنگامی که این ماده الکترون های خود را در آند از دست می دهد، با تبدیل شدن به یک یون با بار مثبت (یون کاتیونی) به نام “کاتیون” اکسید می شود. این نوع یون دارای بار مثبت است که الکترون خود را به آند از دست می دهد. برعکس، “آنیون” دارای بار منفی است (از این رو یک یون آنیونی) که از کاتد الکترون می گیرد.

تفاوت اصلی هنگام در نظر گرفتن کاتیونی در مقابل آنیونی، قطبیت آنها و الکترودهای متفاوتی است که در آنها تولید می شوند. نمونه های رایج یون های کاتیونی سدیم (Na+)، کلسیم (Ca2+) و آهن (Fe3+) هستند در حالی که سولفات (SO42-)، کلرید (Cl-) و نیترات (NO3-) یون های آنیونی رایج هستند.

تفاوت در کاربرد

تفاوت های دیگر بین این دو به کاربرد و کاربرد آنها در صنعت مربوط می شود. به عنوان مثال، سورفکتانت های کاتیونی (مانند نمک های آلکیلامونیوم) اغلب در تولید شوینده ها و نرم کننده های مو استفاده می شوند) که به عنوان عاملی برای کاهش کشش سطحی و افزایش پخش محصول مورد استفاده عمل می کنند. کاربردهای دیگر عبارتند از استفاده در تصفیه آب (به عنوان پلیمر)، به عنوان ضد عفونی کننده (مانند کلرید بنزالکونیوم)، و در روش های توسعه عکاسی (به عنوان رنگ مانند متیلن بلو).

از طرف دیگر، سورفکتانت های آنیونی اغلب در صابون ها، شامپوها و مواد شوینده برای تشکیل میسل و امولسیون کردن روغن ها و کثیفی ها استفاده می شوند. در اینجا آنها به عنوان سدیم دودسیل سولفات (SDS) و سدیم لوریل سولفات (SLS) استفاده می شوند. آنها همچنین اغلب در رنگرزی منسوجات، تصفیه آب و در سیستم های تحویل کنترل دارو استفاده می شوند. رزین های تبادلی آنیون و کاتیون ها برای حذف مواد مورد نظر (با بار مخالف) از محلولی که تحت الکترولیز قرار می گیرند کاربرد دارد.

جمع بندی:

مقایسه کاتیونی در مقابل آنیونی، قطبیت ها و مکان های مختلف یون هایی را که در طول الکترولیز یک محلول تولید می کنند، توضیح می دهد. هر دو کاربردهای صنعتی قابل توجهی در محیط های آزمایشگاهی شیمی آموزشی دارند. دو الکترود که حامل این انواع مختلف یون ها هستند. به یک مدار خارجی که در آن اکسیداسیون و احیا صورت می گیرد وصل می شوند. به آنها قطبیت های متفاوتی می دهند و آنها را به عنوان کاتد و آند طبقه بندی می کنند.

آند و کاتد چیست؟

الکترودهایی که در فرآیندهای فوق توضیح دادیم بر اساس قطبیت آنها به عنوان آند و کاتد طبقه بندی می شوند. الکترولیز شامل از دست دادن الکترون های یک ماده در طی یک واکنش الکتروشیمیایی است که در آند (اکسیداسیون) اتفاق می افتد.

این الکترود الکترون ها را از ماده ای که در حال الکترولیز است می مکد. به همین دلیل است که به دلیل ورود الکترون ها از این مسیر به مدار خارجی به عنوان یک الکترود منفی یا الکترود با بار منفی نشان داده می شود. این نوع الکترود مسئول افزایش حالت اکسیداسیون ماده ای است که الکترولیز را تجربه می کند.

از سوی دیگر، کاتد جایی است که یک ماده الکترون هایی را که از مدار خارجی (کاهش) می آید به دست می آورد. به عبارت دیگر، الکترون ها را فراهم می کند و این به عنوان یک الکترود با بار مثبت در سلول الکترولیتی نشان داده می شود. این نوع فعالیت در هنگام رسوب فلزات از محلول ها و کاهش یون های فلزی اتفاق می افتد.