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Un electrodo es un conductor eléctrico que se utiliza para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito (por ejemplo, un semiconductor , un electrolito , un vacío o aire). La palabra fue acuñada por William Whewell a petición del científico Michael Faraday a partir de dos palabras griegas : elektron , que significa ámbar (de donde se deriva la palabra electricidad ), y hodos , un camino. [1] [2]

El electróforo , inventado por Johan Wilcke , fue una versión temprana de un electrodo utilizado para estudiar la electricidad estática . [3]

Ánodo y cátodo en celdas electroquímicas [ editar ]

Configuración del electrodo

Un electrodo en una celda electroquímica se conoce como ánodo o cátodo (palabras que fueron acuñadas por William Whewell a pedido de Faraday). [1] El ánodo ahora se define como el electrodo en el que los electrones abandonan la celda y se produce la oxidación (indicado por un símbolo menos, "-"), y el cátodo como el electrodo en el que los electrones entran en la celda y se produce la reducción (indicado por un símbolo más, "+"). Cada electrodo puede convertirse en ánodo o cátodo dependiendo de la dirección de la corriente a través de la celda. Un electrodo bipolar es un electrodo que funciona como ánodo de una celda y cátodo de otra celda.

Celda primaria [ editar ]

Una celda primaria es un tipo especial de celda electroquímica en la que la reacción no se puede revertir, [4] y, por lo tanto, las identidades del ánodo y el cátodo son fijas. El ánodo es siempre el electrodo negativo. La celda se puede descargar pero no recargar.

Celda secundaria [ editar ]

Una celda secundaria , por ejemplo una batería recargable , es una celda en la que las reacciones químicas son reversibles. Cuando se carga la celda, el ánodo se convierte en el electrodo positivo (+) y el cátodo en el negativo (-). Este también es el caso en una celda electrolítica . Cuando la celda se descarga, se comporta como una celda primaria, con el ánodo como negativo y el cátodo como electrodo positivo. Los procesos de carga y descarga , como los de las baterías de iones de litio , tienden a incurrir en grandes pérdidas debido a la resistencia de contacto en los electrodos. Minimizar estas pérdidas localizadas de electrodos constituye un enfoque importante para mejorar el uso de energía en el almacenamiento electroquímico.

Otros ánodos y cátodos [ editar ]

En un tubo de vacío o un semiconductor que tiene polaridad ( diodos , condensadores electrolíticos ), el ánodo es el electrodo positivo (+) y el cátodo el negativo (-). Los electrones ingresan al dispositivo a través del cátodo y salen del dispositivo a través del ánodo. Muchos dispositivos tienen otros electrodos para controlar el funcionamiento, por ejemplo, base, puerta, rejilla de control.

En una celda de tres electrodos, un contraelectrodo, también llamado electrodo auxiliar , se usa solo para hacer una conexión con el electrolito de modo que se pueda aplicar una corriente al electrodo de trabajo. El contraelectrodo suele estar hecho de un material inerte, como un metal noble o grafito , para evitar que se disuelva.

Electrodos de soldadura [ editar ]

En la soldadura por arco , se usa un electrodo para conducir corriente a través de una pieza de trabajo para fusionar dos piezas. Dependiendo del proceso, el electrodo es consumible, en el caso de la soldadura por arco metálico con gas o soldadura por arco metálico protegido , o no consumible, como en la soldadura por arco de tungsteno con gas . Para un sistema de corriente continua, la varilla o barra de soldadura puede ser un cátodo para una soldadura de tipo relleno o un ánodo para otros procesos de soldadura. Para un soldador de arco de corriente alterna, el electrodo de soldadura no se consideraría un ánodo o cátodo.

Electrodos de corriente alterna [ editar ]

Para los sistemas eléctricos que usan corriente alterna , los electrodos son las conexiones del circuito al objeto sobre el que actuará la corriente eléctrica, pero no se designan como ánodo o cátodo porque la dirección del flujo de los electrones cambia periódicamente , generalmente muchas veces por segundo. .

Usos [ editar ]

Los electrodos se utilizan para proporcionar corriente a través de objetos no metálicos para alterarlos de numerosas formas y para medir la conductividad para numerosos propósitos. Ejemplos incluyen:

  • Electrodos para pilas de combustible
  • Electrodos para uso médico, como EEG (para registrar la actividad cerebral), ECG (registrar los latidos del corazón ), ECT (estimulación eléctrica del cerebro), desfibrilador (registrar y administrar estimulación cardíaca)
  • Electrodos para técnicas de electrofisiología en investigación biomédica
  • Electrodos para ejecución por la silla eléctrica.
  • Electrodos para galvanoplastia
  • Electrodos para soldadura por arco
  • Electrodos para protección catódica
  • Electrodos para puesta a tierra
  • Electrodos para análisis químico mediante métodos electroquímicos.
  • Nanoelectrodos para mediciones de alta precisión en nanoelectroquímica
  • Electrodos inertes para electrólisis (hechos de platino )
  • Conjunto de electrodos de membrana
  • Electrodos para arma de electrochoque Taser

Electrodos químicamente modificados [ editar ]

Los electrodos químicamente modificados son electrodos cuyas superficies se modifican químicamente para cambiar las propiedades físicas , químicas , electroquímicas , ópticas , eléctricas y de transporte del electrodo . Estos electrodos se utilizan para fines avanzados en investigación e investigación. [5]

Ver también [ editar ]

  • Electrodo de trabajo
  • Electrodo de referencia
  • Electrodo de difusión de gas
  • Electrodo de celulosa
  • Batería
  • Redox (reacción de reducción-oxidación)
  • Protección catódica
  • Célula galvánica
  • Anión vs catión
  • Electrón versus agujero
  • Electrólito
  • Microscopio electrónico
  • Noryl
  • Ecuación de tafel
  • Cátodo caliente
  • Cátodo frío
  • Electrólisis
  • Límite de inyección de carga reversible

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b Weinberg, Steven (2003). El descubrimiento de partículas subatómicas, edición revisada . Prensa de la Universidad de Cambridge. págs. 81–. Bibcode : 2003dspr.book ..... W . ISBN 978-0-521-82351-7. Archivado desde el original el 13 de mayo de 2016 . Consultado el 18 de febrero de 2015 .
  2. ^ Faraday, Michael (1834). "Sobre la descomposición eléctrica" . Transacciones filosóficas de la Royal Society. Archivado desde el original el 20 de julio de 2011 . Consultado el 17 de enero de 2010 .En este artículo, Faraday acuña las palabras electrodo , ánodo , cátodo , anión , catión , electrolito y electrolito .
  3. ^ Whitaker, Harry (2007). Cerebro, mente y medicina: ensayos en neurociencia del siglo XVIII . Nueva York, NY: Springer. pag. 140. ISBN 978-0387709673.
  4. ^ Sivasankar (2008). Ingeniería Química . Educación de Tata McGraw-Hill. ISBN 9780070669321. Archivado desde el original el 21 de diciembre de 2017.
  5. ^ Durst, R., Baumner, A., Murray, R., Buck, R. y Andrieux, C., " Electrodos modificados químicamente: terminología y definiciones recomendadas (PDF) Archivado 2014-02-01 en Wayback Machine " , IUPAC, 1997, págs. 1317-1323.