הבדל מפתח - אלקטרודות אקטיביות לעומת אינרטיות
תא אלקטרוכימי מורכב משני מוליכים חשמליים הנקראים אלקטרודות ומוליך יוני הנקרא אלקטרוליט. אלקטרודות מעבירות מטען חשמלי דרך אלקטרונים ואילו אלקטרוליטים מוליכים את המטען שלהם דרך יונים. אלקטרודה היא מתכת שהשטח שלה נוגע באלקטרוליט. אלקטרוליט הוא רכיב לא מתכתי שיכול להיות פתרון או ואקום. תרכובות יוניות אינן יכולות להוליך חשמל בצורתן המוצקה. לפיכך, הם צריכים להיות בצורה נוזלית על מנת להוליך חשמל. צורות נוזליות אלו הן האלקטרוליטים שהוזכרו קודם לכן.מתוך שתי האלקטרודות, האחת פועלת כקתודה (טעינה שלילי) והשנייה פועלת כאנודה (טעינה חיובית). אלקטרודות הן בעיקר משני סוגים, כלומר אלקטרודות אקטיביות ואלקטרודות אינרטיות. ההבדל העיקרי בין אלקטרודה אקטיבית לאלקטרודה אינרטית הוא שאלקטרודה אקטיבית משתתפת בתגובה הכימית ואילו אלקטרודה אינרטית אינה לוקחת חלק בתגובה הכימית או מפריעה לה.
מהי אלקטרודה פעילה?
אלקטרודה פעילה היא מתכת המשמשת בתאים אלקטרוכימיים. הוא משתתף בתגובות המתרחשות באלקטרוליט על מנת להעביר את החשמל. ניתן לחמצן או להקטין את האלקטרודה הפעילה. אלקטרודות פעילות משמשות בעיקר בציפוי אלקטרוני. אלקטרו-ציפוי הוא התהליך שבו מתכת אחת מיושמת על מתכת אחרת תוך שימוש בתא אלקטרוכימי. שם, האלקטרודה הפעילה פועלת כאנודה המספקת את הקטיונים לתמיסה האלקטרוליטית. ואז הקטיונים יגיעו לקתודה וייקחו אלקטרונים זמינים שם.זה גורם להשקעת יוני מתכת על פני הקתודה. לכן, החומר שצריך להיות מצופה בשיטה זו משמש כקתודה. לדוגמה, כפית יכולה להיות מצופה בכסף על ידי שימוש באנודת כסף והכף כקתודה; חנקתי כסף יהיה האלקטרוליט.
בעיקרון, אלקטרודה פעילה נקראת "פעילה" מכיוון שהיא משתתפת באופן פעיל בתגובה הכימית המתרחשת במערכת. לכן, הוא מחליף יונים באופן פעיל עם תמיסה אלקטרוליטית. האלקטרודה הפעילה הנפוצה ביותר היא אלקטרודת הנחושת.
איור 01: אלקטרודת נחושת היא דוגמה לאלקטרודה פעילה.
מהי אלקטרודה אינרטית?
אלקטרודה אינרטית היא מתכת שאינה לוקחת חלק או מפריעה לכל תגובה כימית. אבל הוא עדיין משמש להולכת חשמל על ידי העברת אלקטרונים עם התמיסה במקום החלפת יונים עם התמיסה. לכן הוא משמש כאלקטרון. פלטינה משמשת כאלקטרודה אינרטית. אבל גרפיט נמצא בשימוש נרחב כי הוא זול. אלקטרודה אינרטית עשויה לספק או למשוך אלקטרונים בתהליך הולכת חשמל. אלקטרודות אינרטיות משמשות תמיד באלקטרוליזה, התהליך המפריד בין תרכובת יונית ליסודותיה. לדוגמה, אלקטרוליזה של תמיסת נתרן כלוריד מייצרת נתרן וכלור בנפרד.
איור 02: אלקטרודת גרפיט היא דוגמה לאלקטרודה אינרטית.
מה ההבדל בין אלקטרודות אקטיביות ואינרטיות?
אלקטרודות אקטיביות לעומת אינרטיות |
|
| אלקטרודה פעילה היא האלקטרודה שלוקחת חלק פעיל בתגובה הכימית של התא האלקטרוכימי. | אלקטרודה אינרטית היא אלקטרודה שאינה משתתפת בתגובה הכימית. |
| שימושים | |
| אלקטרודות פעילות משמשות בציפוי אלקטרוני | אלקטרודות אינרטיות משמשות באלקטרוליזה. |
| התנהגות | |
| יוני מתכת של אלקטרודה פעילה מומסים בתמיסה האלקטרוליטית | יוני מתכת של האלקטרודה האינרטית אינם מומסים. |
| Reactions | |
| תגובות חמצון או הפחתה עלולות להתרחש באלקטרודה פעילה | לא מתרחשות תגובות חמצון או הפחתה. |
| מצב מוליכות חשמלית | |
| אלקטרודות פעילות מוליכות חשמל דרך חילופי יונים | אלקטרודות אינרטיות מוליכות חשמל באמצעות העברת אלקטרונים. |
סיכום – אלקטרודות אקטיביות לעומת אינרטיות
תאים אלקטרוכימיים מסוגלים להפיק אנרגיה חשמלית או להקל על חשמל באמצעות השתתפות בתגובות כימיות. מרכיבים בסיסיים של תא אלקטרוכימי הם שתי אלקטרודות ואלקטרוליט.שתי אלקטרודות נקראות אנודה וקתודה לפי התנהגותן. אלקטרודות אקטיביות ואינרטיות הן שני סוגי האלקטרודות. ההבדל העיקרי בין אלקטרודה פעילה ואינרטית הוא שאלקטרודה אקטיבית משתתפת בתגובה הכימית ואילו אלקטרודה אינרטית אינה לוקחת חלק בתגובה הכימית או מפריעה לה.
