Законы Фарадея электролиза - Википедия - Faradays laws of electrolysis

Законы электролиза Фарадея количественные отношения, основанные на электрохимический исследование, опубликованное Майкл Фарадей в 1833 г.[1][2] [3]

Первый закон

Майкл Фарадей сообщил, что масса () элементов, нанесенных на электрод в g, прямо пропорционален заряду () в Кулонах.[3]

Здесь постоянная пропорциональности называется электрохимическим эквивалентом (e.c.e) вещества. Таким образом, e.c.e. может быть определена как масса 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 /эквивалентный вес[требуется разъяснение ] ().[3] 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 поток электронов, атомы разряжены.

Итак, масса разряжена

(куда является Число Авогадроса )

(Из Q = xe)

Где () это Постоянная Фарадея.

Математическая форма

Законы Фарадея можно резюмировать следующим образом:

куда - молярная масса вещества (в граммах на моль) и это валентность из ионы .

Для первого закона Фарадея , , и являются константами, поэтому чем больше значение тем больше m будет.

Для второго закона Фарадея , , и являются константами, поэтому чем больше значение (эквивалентный вес), тем больше будет m.

В простом случае постоянногоТекущий электролиз, ведущий к

а затем в

куда:

  • п это количество вещества («количество молей») высвободилось: п = м / м
  • т - общее время подачи постоянного тока.

В случае сплава, компоненты которого имеют разную валентность, имеем

куда шя представляет массовая доля из яth элемент.

В более сложном случае переменного электрического тока полный заряд Q электрический ток я() интегрированы с течением времени :

Здесь т это общий время электролиза.[4]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Фарадей, Майкл (1834). «Об электрическом разложении». Философские труды Королевского общества. 124: 77–122. Дои:10.1098 / рстл.1834.0008. S2CID  116224057.
  2. ^ Ehl, Розмари Джин; Айде, Аарон (1954). «Электрохимические законы Фарадея и определение эквивалентных весов». Журнал химического образования. 31 (Май): 226–232. Bibcode:1954JChEd..31..226E. Дои:10.1021 / ed031p226.
  3. ^ а б c «Законы Фарадея электролиза | химии». Энциклопедия Британника. Получено 2020-09-01.
  4. ^ Для аналогичного лечения см. Стронг, Ф. К. (1961). «Законы Фарадея в одном уравнении». Журнал химического образования. 38 (2): 98. Bibcode:1961JChEd..38 ... 98S. Дои:10.1021 / ed038p98.

дальнейшее чтение