Põhierinevus – aktiivsed vs inertsed elektroodid
Elektrokeemiline element koosneb kahest elektrijuhist, mida nimetatakse elektroodideks, ja ioonjuhist, mida nimetatakse elektrolüüdiks. Elektroodid transpordivad elektrilaengut läbi elektronide, samas kui elektrolüüdid juhivad laengu läbi ioonide. Elektrood on metall, mille pind puudutab elektrolüüti. Elektrolüüt on mittemetallist komponent, mis võib olla lahus või vaakum. Ioonsed ühendid ei suuda oma tahkel kujul elektrit juhtida. Seega peaksid need elektri juhtimiseks olema vedelal kujul. Need vedelad vormid on eelnev alt mainitud elektrolüüdid. Kahest elektroodist üks toimib katoodina (negatiivselt laetud) ja teine anoodina (positiivselt laetud). Elektroode on peamiselt kahte tüüpi, nimelt aktiivsed elektroodid ja inertsed elektroodid. Peamine erinevus aktiivse elektroodi ja inertse elektroodi vahel on see, et aktiivne elektrood osaleb keemilises reaktsioonis, samas kui inertne elektrood ei osale keemilises reaktsioonis ega sega seda.
Mis on aktiivne elektrood?
Aktiivne elektrood on metall, mida kasutatakse elektrokeemilistes elementides. See osaleb elektrolüüdis toimuvates reaktsioonides, et transportida elektrit. Aktiivset elektroodi saab oksüdeerida või redutseerida. Aktiivseid elektroode kasutatakse enamasti galvaniseerimisel. Galvaniseerimine on protsess, kus üks metall kantakse elektrokeemilise elemendi abil teisele metallile. Seal toimib aktiivne elektrood anoodina, mis varustab elektrolüütilise lahusega katioonid. Seejärel jõuavad katioonid katoodini ja võtavad se alt saadaolevad elektronid. See põhjustab metalliioonide sadestumist katoodi pinnale. Seetõttu kasutatakse katoodina materjali, mis tuleks selle meetodiga katta. Näiteks saab lusika katta hõbedaga, kasutades hõbeanoodi ja lusikat katoodina; elektrolüüdiks oleks hõbenitraat.
Põhimõtteliselt nimetatakse aktiivset elektroodi "aktiivseks", kuna see osaleb aktiivselt süsteemis toimuvas keemilises reaktsioonis. Seetõttu vahetab see aktiivselt ioone elektrolüütilise lahusega. Kõige sagedamini kasutatav aktiivne elektrood on vaskelektrood.
Joonis 01: Vaskelektrood on aktiivse elektroodi näide.
Mis on inertne elektrood?
Inertne elektrood on metall, mis ei osale üheski keemilises reaktsioonis ega sega seda. Kuid seda kasutatakse endiselt elektri juhtimiseks, kandes lahusega elektrone üle, mitte vahetades ioone lahusega. Seetõttu toimib see elektronina. Plaatina kasutatakse inertse elektroodina. Kuid grafiiti kasutatakse laialdaselt, kuna see on odav. Inertne elektrood võib elektrijuhtimise protsessis elektrone varustada või eemaldada. Inertseid elektroode kasutatakse alati elektrolüüsis, protsessis, mis eraldab ioonse ühendi selle elementideks. Näiteks naatriumkloriidi lahuse elektrolüüsil tekib naatrium ja kloor eraldi.
Joonis 02: Grafiitelektrood on inertse elektroodi näide.
Mis vahe on aktiiv- ja inertelektroodidel?
Aktiivsed vs inertsed elektroodid |
|
| Aktiivne elektrood on elektrood, mis osaleb aktiivselt elektrokeemilise raku keemilises reaktsioonis. | Inertne elektrood on elektrood, mis ei osale keemilises reaktsioonis. |
| Kasutab | |
| Aktiivseid elektroode kasutatakse galvaniseerimisel | Elektrolüüsis kasutatakse inertseid elektroode. |
| Käitumine | |
| Aktiivse elektroodi metalliioonid lahustuvad elektrolüütilises lahuses | Inertse elektroodi metalliioonid ei ole lahustunud. |
| Reaktsioonid | |
| Aktiivsel elektroodil võivad tekkida oksüdatsiooni- või redutseerimisreaktsioonid | Oksüdatsiooni- või redutseerimisreaktsioone ei toimu. |
| Elektrijuhtivuse režiim | |
| Aktiivsed elektroodid juhivad elektrit ioonivahetuse kaudu | Inertsed elektroodid juhivad elektrit läbi elektronide ülekande. |
Kokkuvõte – aktiivsed vs inertsed elektroodid
Elektrokeemilised rakud on keemilistes reaktsioonides osalemise kaudu võimelised tootma elektrienergiat või hõlbustama elektritootmist. Elektrokeemilise elemendi põhikomponendid on kaks elektroodi ja elektrolüüt. Kaht elektroodi nimetatakse nende käitumise järgi anoodiks ja katoodiks. Aktiivsed ja inertsed elektroodid on kahte tüüpi elektroode. Peamine erinevus aktiivse ja inertse elektroodi vahel on see, et aktiivne elektrood osaleb keemilises reaktsioonis, samas kui inertne elektrood ei osale keemilises reaktsioonis ega sega seda.
