“Cực dương” và “cực âm” là những thuật ngữ cơ bản được sử dụng trong điện hóa và mạch điện tử. Hai loại điện cực này đóng vai trò quan trọng trong nhiều hệ thống khác nhau, từ pin đơn giản đến công nghệ cao.
Chúng ta hãy xem sự khác biệt của chúng, nhãn tích cực và tiêu cực, cũng như việc nhận biết cái nào là tiêu cực và cái nào là tích cực dễ dàng như thế nào.
Điện cực là gì?
Điều quan trọng là phải hiểu ý tưởng chung về điện cực thực sự là gì trước khi đi sâu vào phần phức tạp của cực âm hay cực dương là gì. Theo nghĩa cơ bản nhất, điện cực là vật liệu giúp dẫn điện bằng cách cho dòng điện chạy vào hoặc ra khỏi môi trường phi kim loại như tế bào điện phân.
Nói một cách đơn giản, điện cực đóng vai trò là chất dẫn điện để tiếp xúc điện với thành phần phi kim loại của mạch điện.
Cực dương là gì?
Cực tính của điện cực, dù là cực dương hay cực âm, đều phụ thuộc vào loại mạch điện. Cực dương là điện cực nơi xảy ra quá trình oxy hóa, dẫn đến mất electron. Nhìn vào những gì xảy ra trong một tế bào điện (chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện, chẳng hạn như khi pin đang xả), cực dương hoạt động như một điện cực âm vì trong quá trình oxy hóa, các electron vẫn ở trên điện cực và chảy qua mạch ngoài.
Ngược lại, trong điện phân, trong đó dòng điện điều khiển dòng electron theo hướng ngược lại, cực dương trở thành điện cực dương.
Cực âm là gì?
Nguồn hình ảnh: RaspberryPi
Cực âm đóng vai trò là nơi diễn ra quá trình khử, tạo điều kiện cho việc thu giữ các electron. Trong tế bào điện, nó hoạt động như một điện cực dương vì các ion bị khử bằng cách lấy electron từ điện cực rồi phóng điện.
Mặt khác, trong điện phân, cực âm là cực âm, hút các ion dương ra khỏi dung dịch.
Anode vs Cathode: Giải thích sự phân cực
Ban đầu, người ta cho rằng điện chạy từ dương sang âm, điều này trái ngược với những gì chúng ta hiểu là đúng. Quan niệm sai lầm ban đầu này đã khiến một số người liên tưởng cực dương với cực âm và cực âm với cực dương.
Tuy nhiên, với sự hiểu biết đúng đắn về vai trò của quá trình oxy hóa, khử ở mỗi điện cực, có thể dễ dàng nhận biết đâu là cực dương, đâu là cực âm, tùy thuộc vào loại mạch điện.
Chất điện phân của pin là gì?
Tín dụng hình ảnh: Tinux/gringer/Wikimedia Commons
Trong pin, chất điện phân là môi trường cho phép các ion di chuyển giữa cực dương và cực âm trong khi giữ cho chúng trung hòa về điện. Sự chuyển động của ion này là cần thiết cho các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình sạc và xả. Để tìm hiểu thêm về điều này, hãy đọc Cách hoạt động của Pin EV Lithium Ion.
Đó là tích cực?
Để hiểu được sự phân cực khi nói về các điện cực trong tế bào hoặc mạch điện, điều quan trọng là phải xem xét hai phản ứng xảy ra ở hai vị trí này. Trong tế bào điện, cực dương bị oxy hóa và đóng vai trò là điện cực âm, trong khi trong quá trình điện phân, nó trở thành điện cực dương. Ngược lại, cực âm tạo điều kiện cho quá trình khử và đóng vai trò là điện cực dương trong tế bào điện, nhưng đóng vai trò là cực âm trong điện phân.
