Anorganische Chemie
Elektrochemie
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Die Anode ist eine Elektrode. Aber was genau passiert an einer Anode und wo wird sie verwendet? Das erklären wir dir hier! %Du hast nur kurz Zeit? Kein Problem, dann schau dir unser Video zu dem Thema an!

Was ist eine Anode?

Eine Anode ist eine Elektrode, die Elektronen aufnehmen kann. Daher bezeichnest du die Anode auch als Elektronenakzeptor. Die ablaufende Reaktion bezeichnest du als Oxidation. Bei der Oxidation werden Elektronen abgegeben, die dann zu der Gegenelektrode, der Kathode %Verweis Kathode fließen. Von dort können die Elektronen von Reaktionspartnern wie z.B. Kationen aufgenommen werden. Dadurch findet an der Kathode eine Reduktionsreaktion statt.  Deshalb sind Anode und Kathode oft an Redoxreaktionen beteiligt. 

Die Polarität der Elektrode, also Pluspol und Minuspol hängt davon ab, welche Reaktion abläuft. Bei einer freiwillig ablaufenden Redoxreaktion wie der galvanischen Zelle ist die Anode immer die negative Elektrode. Bei unfreiwillig ablaufenden Redoxreaktionen hingegen ist die Anode immer die positive Elektrode.

Ein Beispiel für eine unfreiwillig ablaufende Redoxreaktion ist die Elektrolyse. Bei einer Elektrolyse kann mithilfe von elektrischem Strom eine Redoxreaktion erzwungen werden. Dabei ist die Anode mit dem Pluspol verbunden und ist positiv geladen. Deshalb werden von der Anode negativ geladene Teilchen (Anionen ) angezogen, die sich an der Anode entladen können. 

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Elektrolyse

 

Anoden findest du in der Elektrotechnik zum Beispiel in einem Lithium-Ionen-Akku, einem Bleiakku oder einer Brennstoffzelle.

Anode Definition

Eine Anode ist eine Elektrode, die Elektronen aufnehmen kann. Bei einer Elektrolyse kann an der Anode die Oxidation als Teil einer Redoxreaktion stattfinden. 

Elektrolyse Anode Kathode

Bei einer Elektrolyse sind Anode und Kathode in einer Elektrolytlösung durch eine „Wand“ getrennt. Die „Wand“ nennst du Diaphragma. Die Anode ist dabei mit dem Pluspol verbunden und die Kathode mit dem Minuspol. Bei der Elektrolyse wird Strom angelegt und somit elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt.

Sobald du Strom über die beiden Elektroden anlegst, fließen Elektronen zur Kathode. Das bedeutet, dass die Kathode dann negativ und die Anode positiv geladen ist. Aufgrund der positiven Ladung zieht die Anode die negativ geladenen Teilchen (Anionen) an. Sobald die Anionen an der Anode „angekommen“ sind, können sie ihre überschüssigen Elektronen dort abgeben. Das liegt daran, dass die Anode als Elektronenakzeptor fungiert und die Elektronen der Anionen aufnehmen kann. Dabei werden die Anionen an der Anode entladen.

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Anode in der Elektrolyse

Die Anode ist aber nicht immer mit dem Pluspol verbunden und kann daher auch negativ geladen sein. Schauen wir uns dazu am besten ein Beispiel an.

Anode Lithium-Ionen-Akku

Falls dein Handy etwas neuer ist, enthält es einen sogenannten Lithium-Ionen-Akku. Ein Akku besteht eben aus einer Anode und einer Kathode, die in eine Elektrolytlösung getaucht sind. 

Wenn dein Handy-Akku leer ist, schließt du das Ladegerät an und lädst ihn damit auf. Beim Ladevorgang ist die Anode die positive Elektrode. Beim Lithium-Ionen-Akku ist die Anode aber mit dem Minuspol verbunden. Deshalb fließen, sobald du Strom anlegst, die Elektronen von der Kathode zur Anode. Um das auszugleichen, wandern die positiv geladenen Lithium-Ionen ebenfalls zur Anode und lagern sich dort ein. Das passiert solange, bis dein Handy-Akku voll aufgeladen ist. Der Ladevorgang entspricht also dem Prinzip der Elektrolyse.

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Ladevorgang Lithium-Ionen-Akku

 

Durch die tägliche Benutzung deines Handys entlädt sich der Akku aber auch wieder. Der Entladevorgang läuft freiwillig ab, das heißt du musst dafür keine Spannung anlegen. Hier wird die chemische Energie wieder in elektrische Energie umgewandelt. Im Prinzip läuft der Entladevorgang genau gegenteilig zum Ladevorgang ab. Die Anode ist hier die negative Elektrode. Das bedeutet, sie gibt die Elektronen an die Kathode ab, wodurch die Anode positiv geladen wird. Daher werden die ebenfalls positiv geladenen Lithium-Ionen von der Anode abgestoßen. Die Lithium-Ionen strömen also zur Kathode und lagern sich dort ein. Das findet solange statt, bis dein Akku komplett leer ist. Der Entladevorgang entspricht somit dem Ablauf in einer galvanischen Zelle.

Hinweis

Die Begriffe Anode und Kathode beziehen sich nicht auf die Art der Elektrode (positiv/negativ), sondern auf den Vorgang, der an ihnen abläuft (Oxidation/Reduktion). Beim Lithium-Ionen-Akku ist die Anode deshalb beides: positive und negative Elektrode. Beim Ladevorgang ist die Anode die positive Elektrode. Beim Entladevorgang ist sie die negative Elektrode. 

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Entladevorgang Lithium-Ionen-Akku

Die Reaktionsgleichung an der Anode beim Laden deines Handys sieht so aus:

Anode (Oxidation): Li2MnO2 \rightarrow MnO2 + 2Li+ + 2e

Und für den Entladevorgang stellst du die Reaktionsgleichung an der Anode folgendermaßen auf:

Anode (Oxidation): Li2Graphit \rightarrow Graphit + 2e + 2Li+

Anode Anwendungen

Anoden findest du nicht nur in Akkus, sondern auch in anderen Bereichen der Elektrotechnik:

  • Brennstoffzelle: Galvanische Zelle , die chemische in elektrische Energie umwandelt.
  • LED-Leuchtmittel: erzeugen Licht mittels einer Leuchtdiode.
  • Bleiakkumulatoren: Funktionsweise wie beim Lithium-Ionen-Akku.
  • Elektronenstrahlröhre: erzeugt einen gebündelten Elektronenstrahl.
  • Diode: elektronisches Bauelement, das den Stromfluss nur in eine Richtung zulässt (und für die andere Richtung sperrt).

Anode Kathode

Dir ist wahrscheinlich schon aufgefallen, dass die Anode häufig im Zusammenhang mit der Kathode beschrieben wird. Das liegt daran, dass die beiden Elektroden meistens gemeinsam auftreten. Dennoch unterscheiden sie sich in manchen Punkten. 

Die Anode ist eine Elektrode, an der bei der Elektrolyse die Oxidation einer Redoxreaktion stattfinden kann. Im Gegensatz dazu findet an der Kathode die dazugehörige Reduktionsreaktion statt. Ein weiterer Unterschied ist, dass die Anode meistens am Pluspol angeschlossen ist und die Kathode am Minuspol. %Schau dir jetzt unser Video zur Kathode an, um sie im Detail erklärt zu bekommen! - Thumbnail Verweis

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