Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
133) Anoda a katoda vodíkového článku
24. 07. 2008
Dotaz: Jde mi o děje, které jsou podstatou vodíkového článku. Troskotám na tom,
že nechápu, proč elektron uvolněný chemicky z atomu vodíku na
příslušné eletrodě nevytvoří z elektrody zápornou elektrodu, nýbrž
anodu (jak se všude píše). Přitom proton projde speciální membránou na
druhou stranu a údajně tam vzniká katoda, přestože protony jsou kladné?
Jak budou vypadat póly takové "baterky", kde je + a kde -, když to dostanu do
rukou. (Boris Rychta)
Odpověď: Problém je jenom ve špatném pochopení terminologie. Označení anoda, resp.
katoda, se nevztahuje k náboji elektrody, ale k druhu redoxního děje, který
na ní probíhá. Anoda je elektroda, na níž probíhá oxidace. Katoda je
elektroda, na níž probíhá redukce. Ale s jejím nábojem to může být všelijak:
Vezmeme-li případ katody, může redukce probíhat tak, že elektroda je od
začátku záporně nabitá (je to záporný pól baterky) a silou "cpe" elektrony
například vodíkovým kationtům v roztoku, které se pak redukují na atomy
vodíku. Anebo může redukce probíhat tak, že na platinovém drátku se "sám od
sebe" redukuje atom kyslíku na oxidový nebo hydroxidový anion, přičemž
spotřebovává elektrony z původně neutrální elektrody (drátku) a tak ji
nabíjí kladně (a vytváří z ní kladný pól baterky). V obou případech
elektrodu nazýváme katoda (= elektroda s redukcí), ovšem v prvním případě je
nabitá záporně, v druhém kladně. V prvním případě se jedná o elektrolýzu,
děj, kdy připojením napětí (baterky) vyvoláme v roztoku chemickou reakci a,
velmi hrubě řečeno, "náboje putují od elektrod do roztoku". V druhém případě
se jedná o galvanický článek, při němž chemická reakce vyvolá napětí na
původně nenabitých elektrodách (vzniká baterka) a, velmi hrubě řečeno,
"náboje putují z roztoku na elektrody". Protože jde o děje protichůdné,
opačného směru, i náboj katody (= elektrody s redukcí) bude v obou případech
opačný.
Vrátíme-li se k otázce: skutečně, pokud ve vodíkovém článku odevzdává atom
vodíku elektrony a tak se oxiduje, říkáme příslušné elektrodě bez ohledu na
její náboj (který, jak správně usuzujete, je v tomto případě záporný) anoda.
Ovšem dokonce i etymologický slovník mylně tvrdí, že "katoda = záporná
elektroda". Pokud už to chceme takto používat, musíme nutně dodat "při
elektrolýze".
Dotaz: Čím je možné vysvetliť rozdielne dĺžky väzieb v molekule tuhého jódu (271 pm) a parách jódu (267 pm)? dakujem, Barbora (Barbora)
Odpověď: V pevném, krystalickém jódu jsou molekuly drženy v pravidelném uspořádání
vzájemnými mezimolekulovými interakcemi. V parách jódu se mezimolekulové
interakce prakticky nevyskytují, každá molekula je osamocená. Dosažení co
nejsilnějších mezimolekulových interakcí v krystalu by mohlo být důvodem
částečného oslabení (prodloužení) vazeb v jednotlivých molekulách oproti
"osamocenému" stavu. Určité energetické znevýhodnění, které odpovídá
oslabení vazby v každé z molekul, by pak bylo vynahrazeno energetickým
zvýhodněním, které odpovídá výhodnějšímu vzájemnému uspořádání (a tedy
silnějším interakcím) takto prodloužených molekul.
Upozorňuji, že toto je má úvaha nad Vaší otázkou, nikoli citace literatury.
Takové vysvětlení mi ovšem připadá velmi pravděpodobné.
Odpověď: Pravděpodobně jde o obrazné vyjádření toho, že voda může být výsledným produktem hoření (v tomto případě slučování vodíku s kyslíkem) obdobně, jako je popel výsledným produktem hoření některých běžných paliv (tedy třeba dřeva).
Dotaz: Dobrý den. Mohl bych se zeptat, jak to je s vodou, která se vcucne do nádoby,
která je otočená dnem nahoru a je ve vodě, když tam dohoří svíčka? Je
to opravdu tím, že se tam spotřebuje kyslík? Děkuju. M. (Míra)
Odpověď: Spotřeba kyslíku při hoření není hlavní příčinou jevu. Kyslík (O2) se sice spotřebovává, ovšem za produkce obdobného množství oxidu uhličitého (CO2) nebo dokonce většího molárního množství oxidu uhelnatého (CO). K pochopení jevu přitom stačí pozorně sledovat celý proces od začátku - po přiklupení svíčky nádobou dojde k ohřátí vzduchu v nádobě. Takto ohřátý vzduch se rozpíná a část jej vybublá ven mimo nádobu (což je vidět). Když svíčka dohoří, vzduch opět chladne a zaujímá tedy čím dál menší prostor. Nyní by se tedy měl do nádoby nasávat vzduch z okolí - a jelikož tam žádný není, je tam jen voda, tak se do nádoby nasává voda.
Dotaz: Dobrý den, chtěl bych se zeptat, jestli se v ideálním plynu musí všechny částice pohybovat stejnou rychlostí. (Jiří Latner)
Odpověď: U ideálního plynu se obvykle předpokládá, že četnosti rychlostí částic plynu odpovídají tzv. Maxwellovu rozdělení rychlostí, obdobně, jako jsou rozděleny rychlosti u reálných plynů s vlastnostmi blízkými plynu ideálnímu. Molekuly (resp. částice plynu) se tedy pohybují různými rychlostmi.
