תהליך אלקטרודי. קתודה ואנודה

תהליך אשר מתרחש בגבול בין אלקטרודה לאלקטרוליט, נקרא תהליך אלקטרודי. במקרים רבים תהליך אלקטרודי קשור למעבר מטען חשמלי בין חלקיקים הנמצאים באלקטרוליט לאלקטרודה. תהליך כזה נקרא תהליך פאראדיי, על שם מייקל פאראדיי הוא למעשה המייסד של אלקטרוכימיה.

תהליך פאראדיי הוא תהליך מעבר מטען חשמלי בין אלקטרוליט לאלקטרודה.

חוץ מתהליכי פאראדיי, תהליך אלקטרודי יכול להיות קשור לספיגה, ספיחה ותגובות כימיות שבהן לא מתרחש מעבר מטען.

היות ומעבר מטען בתהליכי פאראדיי משפיע על פוטנציאל חשמלי של אלקטרודה, תהליכים אלה ניתנים לזיהוי ע''י מכשירים חשמליים המודדים זרם, מתח, התנגדות ופרמטרים חשמליים אחרים. בשל כך, תהליכי פאראדי הם התחום העיקרי הנחקר באלקטרוכימיה. תהליכים שבהם לא מתרחש מעבר מטען בין אלקטרודה לאלקטרוליט, לא ניתנים לזיהוי באמצעות כלים אלקטרוכימיים ולא נחקרים באלקטרוכימיה, למעט מקרים מיוחדים כאשר תהליך ללא מעבר מטען גורם להתרחשות תהליך נוסף שבו המטען יעבור ואז ניתן יהיה לחקור את התהליך הראשון בעקיפין באמצעות התהליך השני.

כתוצאת תהליכי פאראדיי חלקיקים הנמצאים באלקטרוליט או באלקטרודה, יכולים לקבל או להפסיד אלקטרונים ולהיהפך לחלקיקים אחרים. חלקיקים אשר משתנים כימית בתהליכי פאראדיי, נקראים צורונים אלקטרו-פעילים (צורון הוא שם כללי של אטום, מולקולה או יון, כלומר של חלקיק חומר הנבדל מחלקיקים אחרים). כאשר צורון אלקטרופעיל מקבל אלקטרונים, הוא מתחזר (עובר חיזור). כאשר מפסיד אלקטרונים, מתחמצן (עובר חמצון).

כעת אנו יכולים להגדיר יותר מדויק, מהו התחום המחקר של אלקטרוכימיה:

אלקטרוכימיה חוקרת תהליכים של חמצון וחיזור המתרחשים על הגבול בין אלקטרודה לאלקטרוליט, הם תהליכי פאראדיי.

האלקטרודה שעליה מתרחשים תהליכי חיזור, נקראת קתודה.

האלקטרודה שעליה מתרחשים תהליכי חמצון, נקראת אנודה.

הערה חשובה: קתודה ואנודה אינן קשורות לסימן האלקטרודה. קתודה יכולה להיות אלקטרודה חיובית או שלילית וכך גם אנודה. יתר על כן, שתי האלקטרודות (הקתודה והאנודה) יכולות להיות בעלות אותו הסימן, שלילי או חיובי. אנחנו נדבר בהמשך על סימני האלקטרודות, אך חשוב להבין, כי אין שום קשר בין סימן האלקטרודה לתפקוד שלה בתור קתודה או אנודה.