Cátodo

Un cátodo é un eléctrodo que sofre unha reacción de redución, mediante a cal un material reduce o seu estado de oxidación ao recibir electróns.

Diagrama dun cátodo de cobre nunha cela galvánica.
Reacción de redución (captación de electróns):
2e^- Cu² → Cu⁰

Batería o pila coas súas partes

A	Pila galvánica	Célula electrolítica
Tipo de transformación	Enerxía química → Enerxía eléctrica	Energía eléctrica → Energía química
Eléctrodo positivo	Cátodo (redución)	Ánodo (oxidación)
Eléctrodo negativo	Ánodo (oxidación)	Cátodo (redución)

Regra mnemotécnica: Cátodo → Redución (consoante con consoante) Ánodo → Oxidación (vocal con vocal)

A polaridade do cátodo, positiva ou negativa, depende do tipo de dispositivo. Ás veces, condiciónaa o modo de operación, pois se establece segundo a dirección da corrente eléctrica, atendendo á definición universal de corrente eléctrica. En consecuencia, nun dispositivo que consome enerxía (como unha cela electrolítica) o cátodo é negativo, e nun dispositivo que proporciona enerxía, como unha pila voltaica (ou pila de Volta ou unha batería) o cátodo é positivo.

Etimoloxía

O termo foi inventado por Michael Faraday (serie VII das Investigacións experimentais sobre a electricidade), co significado de camiño descendente ou de saída, pero referido exclusivamente ao electrólito dunha cela electroquímica.

Convencionalidade de sentidos

A súa vinculación ao polo negativo do correspondente xerador implica a suposición de que a corrente eléctrica marcha polo circuíto exterior desde o polo positivo ao negativo, é dicir, transportada por cargas positivas, convención que é a usual. Se o condutor externo fose metálico, está demostrado que o sentido da corrente realmente é o percorrido polos electróns cara ao positivo.

Con todo, nunha célula electrolítica, o condutor é o electrólito, non un metal, e nel poden coexistir ións negativos e positivos que tomarían sentidos opostos ao desprazarse. Por convenio adóptase que o sentido da corrente é o do ánodo ao cátodo ou, o que é o mesmo, do positivo ao negativo.

No caso das válvula termoiónicas, díodos, tiristores, fontes eléctricas, pilas etc. o cátodo é o eléctrodo ou terminal de menor potencial e é a fonte primaria de emisión de electróns. Polo tanto, nunha reacción redox corresponde ao elemento que se reducirá.

Cátodo termoiónico

É un eléctrodo que, por efecto da calor, emite electróns (efecto termoiónico). Nestes dispositivos, (válvulas termoiónicas) conéctanse á tensión negativa e á fonte de electróns. O cátodo pode calentarse por si mesmo, facendo circular unha corrente de caldeo, ou mediante un filamento ao que este acoplado termicamente.

Para prolongar a duración eficiente dos dispositivos termoiónicos utilízanse materiais que, a baixas temperaturas, aporten grande emisión de electróns. Por iso, empréganse aliaxes de torio, volframio (tamén coñecido como tungsteno) e lantánidos, o cátodo recúbrese con óxido de calcio.

Véxase tamén

• Ánodo
• Pila de limón