Elektrods (noelektr(ība) ungrieķu:ὁδός (odos) — 'ceļš') ir elektrovadoša materiāla ierīce (tās daļa), caur kuru tiek pievadītaelektriskā strāva. Pozitīvi lādētos elektrodus sauc paranodiem, negatīvi — parkatodiem.
Elektrotehnikā elektrods ir ierīce, caur kuru no vadiem sastāvošas elektriskās ķēdes daļa savienojas ar bezvadu (nemetālisku) ķēdes daļu —jonizētugāzi,vakuumu, elektrovadošu šķidrumu. Piemēram,elektronu lampu elektrodi atrodasvakuumā un vada vai izraisa lampā notiekošos elektriskos procesus.
Par elektrodu sauc arī konstrukcijas elementu, pa kuru tiek padota, novadīta vai uztverta elektriskā strāva, piemēram,metināšanas elektrods, sazemēšanas elektrods,elektroencefalogrāfijas elektrods.
Pirmā veida elektroda ar aktīvu metālu shematisks attēls
Pirmā veida elektrods ir metāls, kurš iegremdēts tā paša metāla katjonu šķīdumā, piemēram,sudraba gabalssudraba nitrāta (AgNO3, kurš ūdenī pastāv Ag+ katjonu un NO3- anjonu veidā) šķīdumā. Ja metāls ir aktīvs (cinks,dzelzs,kadmijs un citi), pozitīvie metāla joni pāriet elektrolīta šķīdumā,elektroniem paliekot uz metālakristāliskās fāzes virsmas. Tādējādi metāla virsma iegūst noteiktu negatīvolādiņu (to piešķir elektroni), šķīdums pie metāla robežvirsmas iegūst noteiktu pozitīvo lādiņu (to piešķir metāla katjoni) un rodas elektriskais dubultslānis —potenciālu starpība. Metāla pāriešanu elektrolītā jonu veidā (oksidēšanās) vispārīgi attēlo kā. Ja metāls ir pasīvs (varš, sudrabs u.c.), pozitīvie metāli no elektrolīta šķīduma pāriet uz metāla kristālisko fāzi, tas ir, notiekadsorbcija. Tādējādi metāla virsma iegūst noteiktu pozitīvo lādiņu (to pieškir metāla katjoni), šķīdums pie metāla robežvirsmas iegūst noteiktu negatīvo lādiņu (to piešķir elektrolīta anjoni) un tāpat rodas elektriskais dubultslānis. Metāla jonu adsorbciju uz metāla virsmas (reducēšanās) vispārīgi attēlo kā.
Otrā veida jeb oksidēšanās—reducēšanās elektrods ir metāls ar tā paša metāla nešķīstoša savienojuma slāni, kurš iegremdēts šī nešķīstošā savienojuma anjonu šķīdumā, piemēram, sudraba gabals, kura virsmu klājsudraba hlorīds,kālija hlorīda (KCl, kurš ūdenī pastāv K+ katjonu un Cl- anjonu veidā) šķīdumā. Elektronu vadāmību nodrošina metāls, kurš konkrētos apstākļos ne oksidējas, ne reducējas (indiferents metāls). Jonu vadāmību nodrošinaredoks. pāra oksidētās un reducētās formas elektrolīta šķīdums. Vienā elektrodā redoks. pāra reducētā forma atdod elektronus metālam un pāriet oksidētajā formā, citā elektrodā redoks. pāra oksidētā forma saņem no metāla elektronus un pāriet reducētajā formā. Tādējādi starp kristālisko un šķīduma fāzi tiek pārnesti elektroni un rodas potenciālu starpība.[1]
Elektrodi tiek izmantotigalvaniskajā elementā, kurš sastāv no ķēdē saslēgtiem, telpiski atdalītiem diviem dažādiem pirmā veida elektrodiem (viens metāls — aktīvs, veidoanodu, otrs — pasīvs, veidokatodu; katrs metāls iegremdēts savā elektrolītā, bet abiem elektrolītiem ir viens un tas pats anjons) vai diviem dažādiem otrā veida elektrodiem (vienā var norisināties tikai pirmāpusreakcija, otrā — tikai otrā pusreakcija).
Elektroda potenciāls irpotenciālu starpība elektroda elektriskajā dubultslānī, to nevarizmērīt, jo, ievadotmērierīces vadu šķīdumā, tas kļūst par vēl vienu elektrodu un mērierīce uzrādīs potenciālu starpību starp diviem elektrodiem. Nezināmo elektroda potenciālu var uzzināt, saslēdzot to ķēdē ar elektrodu, kura potenciāls ir zināms (salīdzinošais elektrods), tas ir, izveidojot galvanisko elementu, kuraelektrodzinējspēks, savukārt, ir izmērāms. Tad nezināmo elektroda potenciālu aprēķina, izmantojot formulu
,
kur ir pozitīvākā elektroda (katoda)potenciāls, ir negatīvākā elektroda (anoda) potenciāls.
Galvaniskajam elementam darbojoties vai notiekot elektrolīzei, EDS kļūst mazāks par teorētiski iespējamo jeb mazāks par teorētisko abu elektrodu potenciālu starpību. Protams, EDS izmaiņu (turklāt ne tikai samzināšanos, bet arī palielināšanos) var izraisīt izmaiņas gan ārējās, gan iekšējāsķēdespretestībā (par galvaniskā elementa uzbūvi skatīt:Galvaniskais elements), taču EDS samazināšanās vienmēr ir saistīta ar elektrodu polarizāciju. Elektrodu polarizāciju summāri veidoelektroķīmiskā polarizācija,koncentrācijas polarizācija unķīmiskā polarizācija.
Elektroda standartpotenciāls tiek noteikts tad, kad caur elektrodu neplūst strāva (), bet plūst tikai apmaiņas strāva (elektronu pāreja starp elektroda cieto un šķidro fāzi). Tas ir līdzsvara stāvoklis
,
kad oksidēšanās reakcijas un reducēšanās reakcijas ātrums ir vienāds — elektronu apmaiņas ātrums caur fāžu robežvirsmu abos virzienos ir vienāds. Elektrodu kinētikas aprakstīšanai tiek izmantotsstrāvas blīvums, kas irstrāvas stiprums uzlaukuma mērvienību. Redoks. reakcijas ātrums irproporcionāls strāvas blīvumam elektrodā, līdzsvara stāvoklī arī strāvu blīvumi abos virzienos ir vienādi. Kad caur elektrodu sāk plūst strāva (tiek izveidots galvaniskais elements vai tiek pievadīta strāva no ārēja avota), abi strāvas blīvumi vairs nav vienādi un elektroda reālais potenciāls neatbildīs teorētiskajam potenciālam; šo abu potenciālu starpība ir elektroda polarizācija:
jeb,
kur ir elektroda polarizācija, kuras jēdzienu izmanto, aprakstot galvaniskā elementa darbu, bet ir virsspriegums, kura jēdzienu izmanto, aprakstot elektrolīzes procesu.
