Elektrode

En elektrode er en elektronisk eller ionisk leder ( f.eks. Glas ), der fanger eller frigiver elektroner.

Elektroder bruges i strømgenererende systemer (såsom batterier) og i elektrolyser , hvis system modtager strøm.

Der er også tale om elektroder til at betegne visse komponenter i elektriske apparater såsom radiorør, røntgenrør , dioder med halvleder . Dette er også tilfældet ved lysbuesvejsning .

Endelig taler vi om en elektrode i biologi til at betegne en ledende enhed, der gør det muligt at opfange variationer i elektrisk potentiale i en levende organisme.

Typer

Elektroder klassificeres i type (eller art) af elektrode:

1 st typen: metal i nærvær af et af dens salte i opløsning ( f.eks: Cu og Cu 2+ );
2 nd typen: metallet i nærvær af et af dens tungtopløselige salte ( f.eks: Ag og AgCI);
3 rd typen: metallet er inert ( f.eks: Pt) og nedsænkes i en opløsning, hvis opløste stoffer udgør et redoxpar ( f.eks: Fe 3+ / Fe 2+ );
4 th art: specifikke elektroder til måling af aktiviteten af en ion.

Elektroder til elektrolyse

En elektrolyse involverer to elektroder, hver har et forskelligt potentiale svarende til det involverede redox-par. En tvungen redoxreaktion (forårsaget af strømmen) finder sted ved hver elektrode:

en er sæde for omsætning af reduktion , der er katoden (forbundet til den negative pol - af generatoren); for eksempel Cu 2+ + 2e - → Cu. Katodens potentiale er så meget mindre end Nernst-potentialet, da strømmen, der passerer gennem den, er høj;
det andet er stedet for oxidationsreaktionen , det er anoden (forbundet med generatorens + pol); for eksempel 2Br - → Br 2 + 2e - . Jo større potentialet i anoden er end Nernst-potentialet, jo højere strøm flyder der igennem.

Reaktionerne, der finder sted ved hver elektrode, involverer elektroner. Dette er dog ikke halvligninger, men snarere kemiske reaktioner. Det er originaliteten af elektroder at bringe elektroner i spil som et reagens eller som et produkt .

I henhold til den konventionelle strømretningsretning , jævnstrøm :

kommer ind i elektrolysatoren gennem anoden ;
og går ud gennem katoden for at vende tilbage til generatoren .

Elektroder til batterier

Et elektrisk batteri består af to rum, der hver indeholder en elektrode. Redoxreaktionen af cellen finder sted med halvdelen hver, hvilket er sæde for en spontan reaktion:

en er sæde for omsætning af reduktion , der er katoden (positiv pol af stablen);
det andet er stedet for oxidationsreaktionen , det er anoden (batteriets pol).

Der er flere kategorier af elektroder (første kategori, anden kategori).

Elektroder i analytisk kemi

De fleste analysemetoder inden for elektrokemi, elektroanalyse , bruger elektroder:

potentiometri : potentialforskellen måles mellem en måleelektrode (hvis potentiale varierer alt efter arten i opløsning) og det faste potentiale for en referenceelektrode:
- henvisning elektrode : mættet kalomelelektrode eller kviksølv sulfat elektrode ,
- indikator- (eller måle-) elektrode: platin- eller sølvelektrode;
pH-metri :
- referenceelektrode: mættet kalomelelektrode,
- indikator (eller måle) elektrode: hydrogenelektrode , quinhydroneelektrode , antimonelektrode og især glaselektrode ;
polarografi : bruger en dråbeelektrode af kviksølv ;
voltammetri :
- referenceelektrode: mættet kalomelelektrode eller sølvchloridelektrode ,
- arbejder elektrode: elektrode med kviksølv eller andre faste metaller,
- hjælpelektrode : bruges til passage af strøm i platin eller kulstof.

Elektroder i biologi

Transparente elektroder

Det kan være nødvendigt at have gennemsigtige elektroder, som i øjeblikket er genstand for forskning ( f.eks. Polymer, der indeholder metalliske nanotråde (sølv og / eller kobber) og carbon-nanomaterialer (carbon- nanorør , grafenoxid). Reduceret)).

Noter og referencer

leksikografisk og etymologiske definitioner af "elektrode" du Trésor de la langue française computerisé , på hjemmesiden for det nationale center for tekst-og Leksikalske Resources .
J. Idier, Brug af anisotrope nanomaterialer til udvikling af transparente ledende elektroder , doktorafhandling i kemi-fysik, University of Bordeaux, 2016.