Anode und Kathode in der Chemie

Anode und Kathode bzw Plus- und Minuspol

Vor allem in der Elektrochemie beschäftigen wir uns (intensiv) mit elektrochemischen Prozessen. Die beiden wichtigsten Prozesse hierbei sind die Elektrolyse und die “galvanische” Zelle. Dabei laufen die elektrochemischen Prozesse an den sogenannten Elektronen ab. Die Elektrode setzt sich dabei aus einer metallischen Phase und in der Regel einer flüssigen Phase zusammen (der Elektrolytlösung).An der Phasengrenze zwischen metallischer Phase und Elektrolyt laufen die elektrochemischen Reaktionen ab. Nachfolgend ein paar Elektroden aufgelistet:

  • Silber / Silbernitratlösung
  • Platin / verdünnte Salzsäure

Oft tritt nun die Frage auf, welche Elektrode nun der Pluspol und welche Elektrode der Minuspol ist. Diese Frage ist im ersten Schritt leicht zu beantworten. Die Begriffe “Anode und Kathode” bzw. “Plus- und Minuspol” bezogen auf eine Elektrode sind zwei verschiedene Begriffe und nicht das gleiche. Dazu betrachten wir die Begriffe “Anode und Kathode” bzw. dessen Definition

  • Die Anode ist die Elektrode bzw. der Pol, an dem oxidierende Prozesse ablaufen.
  • Die Kathode ist die Elektrode bzw. der Pol, an dem reduzierende Prozesse ablaufen.

Da eine Elektrolysereaktion die Umkehrreaktion einer “galvanischen Zelle” ist, also die elektrochemischen Prozesse entgegengesetz verlaufen, kann eine bestimmte Elektrode (Anode bzw. Kathode) nicht bei allem elektrochemischen Prozessen der gleiche Pol sein.

Ob nun eine Elektrode Kathode oder Anode bildet,hängt also davon ab, welcher elektrochemischer Vorgang an dieser Elektrode abläuft.

Beispiel:

Betrachten wir uns ein galvanischenes Element (aus einer Zink/Zinsulfat-Elektrode und einer Kupfer/Kupfersulfat-Elektrode), so laufen folgende Reaktionen ab:

Zn  —> Zn2+ + 2 e (oxidierender Prozess) => Anode

Cu2+ + 2 e  —>  Cu (reduzierender Prozess) => Kathode

Da an der Zink/Zinksulfat-Elektrode ein oxidierender Prozess abläuft, ist diese Elektrode in diesem Fall die Anode.

Ergebnis:
Da sich im Vergleich von Elektrolyse und “galvanischem Element” die Richtung des Elektronenflusses ändert, kehren sich auch die elektrochemischen oxidierende und reduzierende Vorgänge um. Daher kehren sich auch die Bezeichnungen “Anode” und Kathode” für eine bestimmte Elektrode um.´


Anode und Kathode in der Chemie – Testfragen/-aufgaben

1. Was ist die Definition der Anode in der Chemie?

Die Anode ist die Elektrode in einem elektrischen Gerät, an der die Oxidation bzw. der Verlust von Elektronen stattfindet.

2. Beschreibe die Funktion der Kathode.

An der Kathode findet die Reduktion, also die Aufnahme von Elektronen, statt.

3. Wie unterscheiden sich Anode und Kathode bei galvanischen und elektrolytischen Zellen?

In galvanischen Zellen ist die Anode der Ort, an dem eine chemische Substanz oxidiert wird (negative Polarität), während in elektrolytischen Zellen die Anode positiv geladen ist und Elektronen zieht.

4. Weshalb ist die Polarität der Anode und Kathode entscheidend für ihre Funktion?

Die Polarität bestimmt, wo die Oxidation oder Reduktion stattfindet. An der Anode (negative) finden Oxidationsreaktionen statt, während an der Kathode (positive) Reduktionsreaktionen stattfinden.

5. Was passiert an der Anode und Kathode während der Elektrolyse?

Während der Elektrolyse findet an der Anode die Oxidation (Verlust von Elektronen) statt und an der Kathode die Reduktion (Gewinn von Elektronen).

6. Sind Anode und Kathode immer fest definiert oder können sie sich ändern?

Anode und Kathode sind in einem geschlossenen Stromkreis definiert, können aber abhängig von der Stromrichtung wechseln.

7. Wie werden Anode und Kathode in einer Batterie definiert?

In einer Batterie ist die Anode der negative Pol und die Kathode der positive Pol.

8. Welche Materialien werden häufig als Anode und Kathode eingesetzt?

Als Anoden werden oft Metalle wie Zink oder Lithium verwendet, als Kathoden häufig Kupfer oder Graphit.

9. In welchem Zusammenhang stehen Anode, Kathode und das Redox-Potential?

Das Redox-Potential gibt an, wie stark ein Reduktionsmittel Elektronen an die Anode abgeben bzw. wie stark ein Oxidationsmittel Elektronen von der Kathode aufnehmen kann.

10. Wieso ist es wichtig, den Unterschied zwischen Anode und Kathode zu kennen?

Es ist wichtig, um Elektrochemische Prozesse zu verstehen und z.B. für die Verwendung und das Verständnis der Funktion von Batterien, Galvanik oder Elektrolyse.

Autor: , Letzte Aktualisierung: 27. Juli 2023