Законы электролиза Фарадея - Faraday's laws of electrolysis

Законы электролиза Фарадея - это количественные соотношения, основанные на электрохимических исследованиях, опубликованных Майклом Фарадеем в 1833 году.

Первый закон

Майкл Фарадей сообщил, что масса ( ) элементов, осажденных на электроде, прямо пропорциональна заряду ( в ампер- секундах или кулонах ).

Здесь константа пропорциональности называется электрохимическим эквивалентом (ece) вещества. Таким образом, ece можно определить как массу вещества, отложившегося / высвободившегося на единицу заряда.

Второй закон

Фарадей обнаружил, что когда одно и то же количество электрического тока проходит через разные электролиты / элементы, соединенные последовательно, масса вещества, высвобождающегося / осаждаемого на электродах в граммах, прямо пропорциональна их химическому эквиваленту / эквивалентной массе ( ). Оказывается, это молярная масса ( ), деленная на валентность ( )

(Из 1 закона)

Вывод

Одновалентному иону требуется 1 электрон для разряда, двухвалентному иону требуется 2 электрона для разряда и так далее. Таким образом, если текут электроны, атомы разряжаются.

Итак, масса разряжена

(где - постоянная Авогадро )

(Из Q = xe )

Где ( ) - постоянная Фарадея .

Математическая форма

Законы Фарадея можно резюмировать следующим образом:

где молярная масса вещества (в граммах на моль) и представляет собой валентность из ионов .

Для первого закона Фарадея , и постоянные, так что чем больше величины большего м будет.

Для второго закона Фарадея, , , и являются константами, так что чем больше величины (эквивалентного веса), чем больше т будет.

В простом случае электролиза на постоянном токе , приводящего к

а затем в

где:

В случае сплава, компоненты которого имеют разную валентность, имеем

где ш я представляет собой массовую долю от я - го элемента.

В более сложном случае переменного электрического тока полный заряд Q представляет собой электрический ток I ( ), интегрированный во времени :

Здесь t - полное время электролиза.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Фарадей, Майкл (1834). «Об электрическом разложении» . Философские труды Королевского общества . 124 : 77–122. DOI : 10,1098 / rstl.1834.0008 . S2CID  116224057 .
  2. ^ Эль, Розмари Джин; Идэ, Аарон (1954). «Электрохимические законы Фарадея и определение эквивалентных весов». Журнал химического образования . 31 (май): 226–232. Bibcode : 1954JChEd..31..226E . DOI : 10.1021 / ed031p226 .
  3. ^ a b c "Законы электролиза Фарадея | химия" . Британская энциклопедия . Проверено 1 сентября 2020 .
  4. ^ Для аналогичного лечения см. Strong, FC (1961). «Законы Фарадея в одном уравнении». Журнал химического образования . 38 (2): 98. Полномочный код : 1961JChEd..38 ... 98S . DOI : 10.1021 / ed038p98 .

дальнейшее чтение