ánodo

El ánodo es el electrodo en una celda electroquímica o dispositivo eléctrico donde ocurre la oxidación y los electrones salen. En una celda galvánica (batería), es el terminal negativo, donde las reacciones químicas liberan electrones. En una celda electrolítica, es el terminal positivo, conectado al cable positivo de una fuente de alimentación externa. La confusión surge porque la polaridad eléctrica del ánodo se invierte entre estos dos casos, pero su función electroquímica permanece constante: siempre es el sitio de oxidación.

En términos prácticos, la corriente convencional (flujo de carga positiva) entra al ánodo desde el circuito externo, mientras que los electrones fluyen de él hacia el circuito externo. Esta definición se mantiene independientemente del tipo de dispositivo. El ánodo de una batería suministra electrones a su carga; el ánodo de un tanque de galvanoplastia es donde el metal se disuelve o donde se desprende oxígeno, dependiendo del electrolito y el voltaje aplicado. Los ánodos de acero en los sistemas de protección catódica se corroen sacrificialmente para proteger tuberías enterradas o estructuras marinas.

Selección de materiales y desgaste

Los materiales del ánodo se eligen por su capacidad para resistir la oxidación. En las celdas galvánicas, el ánodo suele ser el metal menos noble (zinc en una batería de zinc-carbono, por ejemplo). En la galvanoplastia, los ánodos de cobre se disuelven lenta y uniformemente para suministrar iones al baño. En la soldadura por arco, algunos tipos de electrodos funcionan como ánodos cuando se usan en corriente alterna; la punta del ánodo se funde y se oxida más rápido que el cátodo, produciendo patrones de desgaste asimétricos. El grafito y el plomo son ánodos de sacrificio comunes en aplicaciones industriales porque se oxidan de manera predecible.

El término en sí deriva del griego, que significa 'el camino hacia arriba' (de ana-, arriba, y hodos, camino). Los primeros investigadores lo eligieron porque se observó que los cationes (iones cargados positivamente) migraban hacia este electrodo en las celdas electrolíticas, aunque la etimología refleja su movimiento más que el flujo de electrones. En la electroquímica moderna, esta migración todavía ocurre, pero entender el ánodo como el punto de salida de electrones es más útil mecánicamente para la resolución de problemas y el diseño.

El rendimiento del ánodo se degrada con el tiempo. En las baterías, el ánodo puede desarrollar películas superficiales que aumentan la resistencia interna. En las operaciones de galvanoplastia, las impurezas del ánodo pueden contaminar el baño. En la protección catódica, el consumo del ánodo es predecible y planificado: un ánodo de zinc en agua de mar se corroe a aproximadamente 20 kg por amperio-año, por lo que los diseñadores del sistema dimensionan los ánodos para que duren la vida útil de diseño de la estructura. El monitoreo del voltaje del ánodo y las tasas de consumo es esencial para mantener la función del sistema.