Elektroda adalah konduktor yang melewatkan arus listrik dari satu media ke media lain, biasanya dari sumber listrik ke perangkat atau bahan. Ini dapat mengambil beberapa bentuk yang berbeda, termasuk kawat, pelat, atau batang, dan paling sering terbuat dari logam, seperti tembaga, perak, timah, atau seng, tetapi juga dapat dibuat dari zat non-logam. yang menghantarkan listrik, seperti grafit. Elektroda digunakan dalam pengelasan, pelapisan listrik, baterai, obat-obatan, dan dalam industri untuk proses yang melibatkan elektrolisis.
Anoda dan Katoda
Dalam kasus arus searah (DC), elektroda berpasangan, dan dikenal sebagai anoda dan katoda. Untuk baterai, atau sumber DC lainnya, katoda didefinisikan sebagai elektroda dari mana arus keluar, dan anoda sebagai titik di mana ia kembali. Untuk alasan yang lebih bersifat historis daripada ilmiah, listrik dalam rangkaian, menurut konvensi, digambarkan sebagai perjalanan dari positif ke negatif, sehingga dilihat sebagai aliran muatan positif keluar dari katoda, dan masuk ke anoda. Arus listrik, bagaimanapun, terdiri dari aliran partikel bermuatan negatif kecil yang disebut elektron, sehingga aliran ini sebenarnya dalam arah yang berlawanan. Dalam konteks ini, mungkin lebih baik untuk berpikir sederhana dalam hal terminal positif dan negatif.
Di dalam baterai, atau sel elektrokimia, elektroda terbuat dari bahan yang berbeda, salah satunya melepaskan elektron lebih mudah daripada yang lain. Mereka disimpan dalam kontak dengan bahan kimia konduktor yang dapat dipecah menjadi ion bermuatan positif dan negatif. Ketika rangkaian selesai, dengan kata lain, ketika baterai dihubungkan ke perangkat listrik, seperti bola lampu, reaksi redoks terjadi di dalam sel. Ini berarti bahwa bahan kimia penghantar memperoleh elektron pada satu elektroda — suatu proses yang dikenal sebagai reduksi — dan kehilangannya di elektroda lain — suatu proses yang disebut oksidasi — dengan hasil elektron mengalir sebagai arus di sekitar sirkuit. Reduksi selalu terjadi di katoda, dan oksidasi di anoda.
Dalam baterai isi ulang, proses ini dibalik saat baterai sedang diisi. Arus listrik dari sumber lain digunakan untuk menyalakan reaksi redoks dalam arah yang berlawanan, yang berarti bahwa anoda menjadi katoda dan sebaliknya. Reduksi masih terjadi di katoda dan oksidasi di anoda, tetapi arah arusnya terbalik, jadi elektroda mana yang negatif dan mana yang positif tergantung pada apakah baterai mensuplai arus atau mengisi ulang. Kadang-kadang sel dihubungkan bersama oleh elektroda, yang bertindak sebagai anoda untuk satu sel dan katoda untuk yang lain. Ini dikenal sebagai elektroda bipolar.
Dalam kasus arus bolak-balik (AC), tidak ada perbedaan antara anoda dan katoda. Ini karena arus terus-menerus berbalik arah, berkali-kali per detik. Elektroda yang menggunakan jenis arus ini akan terus-menerus beralih antara negatif dan positif.
Elektrolisa
Dalam proses ini, arus DC mengalir melalui media cair penghantar dari katoda ke anoda, memungkinkan proses reduksi dan oksidasi berlangsung. Ini adalah cara yang sangat berguna untuk memproduksi bahan kimia tertentu dan, khususnya, mengisolasi unsur kimia dari senyawanya. Dalam kasus beberapa elemen yang sangat reaktif, ini adalah satu-satunya cara praktis untuk melakukannya.
Untuk mendapatkan unsur tertentu, senyawa ionik dari unsur tersebut dapat dielektrolisis. Contohnya adalah produksi logam natrium dari garam cair, atau natrium klorida. Ketika arus mengalir, ion natrium bermuatan positif tertarik ke elektroda negatif, atau katoda, di mana mereka mendapatkan elektron, membentuk logam natrium. Ion klorida bermuatan negatif tertarik ke anoda, di mana mereka kehilangan elektron, membentuk gas klor, yang juga dikumpulkan sebagai produk sampingan.
electroplating
Dalam proses ini, suatu benda logam dilapisi dengan logam lain untuk meningkatkan ketahanan atau penampilan korosinya. Benda yang akan disalut membentuk katoda dalam proses elektrolisis dengan cara direndam dalam larutan senyawa logam terlarut yang akan membentuk penyalut, dengan anoda juga terbuat dari logam ini. Ketika arus mengalir, ion logam positif dari larutan tertarik ke katoda, dan membentuk endapan di atasnya. Saat ion dalam larutan habis, mereka digantikan oleh ion yang terbentuk dari anoda. Terkadang, anoda terbuat dari bahan lain yang tidak terpakai; dalam metode ini, ion logam harus diganti dengan mengisi larutan.
Penggunaan lainnya
Elektroda digunakan dalam pengelasan busur, suatu teknik penyambungan dua buah logam dengan menggunakan arus listrik yang besar. Elektroda habis pakai meleleh, dan menyediakan bahan yang menyatukan logam. Jenis non-konsumsi terbuat dari bahan dengan titik leleh yang sangat tinggi, seperti tungsten, dan hanya menyediakan panas untuk melelehkan bahan lain yang membentuk sambungan. Dalam kedokteran, elektroda dapat digunakan dalam keadaan darurat untuk mengalirkan arus listrik ke jantung dalam teknik yang dikenal sebagai defibrilasi. Mereka juga digunakan untuk merekam aktivitas listrik di otak selama electroencephalogram (EEG).