1. Khái quát

Trong mọi hệ điện hoá (tế bào điện hoá, pin điện hoá, bình điện phân, cảm biến ORP…), hai điện cực anode và cathode là những vị trí xảy ra phản ứng oxi hoá – khử và là đầu mối trao đổi electron giữa hệ điện hoá với mạch ngoài.

Để tránh nhầm lẫn (đặc biệt về dấu (+)/(–)), cần phân biệt rõ:

• Định nghĩa anode/cathode theo phản ứng hoá học.

• Chiều chuyển động của electron trong mạch kim loại.

• Chiều dòng điện quy ước, được dùng trong mạch điện.

2. Định nghĩa anode và cathode theo phản ứng oxi hoá – khử

Xét một tế bào điện hoá bất kỳ gồm hai bán phản ứng:

• Bán phản ứng oxi hoá:

  \[\text{Red}_1 \rightarrow \text{Ox}_1 + ne^-\]

• Bán phản ứng khử:

  \[\text{Ox}_2 + ne^- \rightarrow \text{Red}_2\]

Khi ghép hai bán phản ứng này thông qua mạch ngoài và môi trường dẫn điện, người ta định nghĩa:

• Anode (anot): điện cực tại đó xảy ra quá trình oxi hoá, tức là các loài tham gia mất electron.

• Cathode (catot): điện cực tại đó xảy ra quá trình khử, tức là các loài tham gia nhận electron.

Đây là định nghĩa cơ bản và bất biến, áp dụng cho cả pin điện hoá lẫn tế bào điện phân, không phụ thuộc vào dấu (+) hay (–) đặt trên điện cực.

Mẹo nhớ thường dùng:

• Anode – Oxidation (Anode → Ox).

• Cathode – Reduction (Red → Cathode).

3. Chiều chuyển động electron trong mạch kim loại

Trong mạch ngoài nối hai điện cực, dòng tải được dẫn chủ yếu bởi electron tự do trong kim loại. Do electron mang điện tích âm:

• Electron chuyển động từ nơi thừa electron hơn (thế thấp hơn) đến nơi thiếu electron hơn (thế cao hơn).

Trong một tế bào điện hoá bất kỳ:

• Tại anode, phản ứng oxi hoá giải phóng electron vào điện cực → mật độ electron tại đây cao hơn.

• Electron sau đó từ anode chạy qua dây dẫn kim loại tới cathode.

• Tại cathode, electron được tiêu thụ bởi phản ứng khử.

Do đó, trong mạch kim loại bên ngoài tế bào:

\[\text{Chiều chuyển động electron: } \text{anode} \rightarrow \text{cathode}\]

4. Chiều dòng điện quy ước

Trước khi phát hiện electron, dòng điện được định nghĩa là: Chiề...