Химия - Электролиз - Первый закон Фарадея

01 марта 2011


Оглавление:
1. Электролиз
2. Первый закон Фарадея
3. Изменение электролизом веществ
4. Примеры
5. Мнемоническое правило
6. Интересный факт



В 1832 году Фарадей установил, что масса M вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду q, прошедшему через электролит:
M=k\cdot q=k\cdot I\cdot t
если через электролит пропускается в течение времени t постоянный ток с силой тока I. Коэффициент пропорциональности ~k называется электрохимическим эквивалентом вещества. Он численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества.

Вывод закона Фарадея

m = m_i N_i \,\!
m_i = \frac{\mu}{N_A}
N_i = \frac{\Delta q}{q_i}
\Delta q = I \Delta t \,\!
q_i = e z \,\!, где z — валентность атома вещества, e — заряд электрона

Подставляя- в, получим

m = \frac{\mu}{z e N_A} I \Delta t
m=\frac{\mu}{z F} I \Delta t

где ~F=e N_A — постоянная Фарадея.

k = \frac{\mu}{F z}
m = kI \Delta t \,\!

Второй закон Фарадея

Электрохимические эквиваленты различных веществ относятся, как их химические эквиваленты.

Химическим эквивалентом иона называется отношение молярной массы A иона к его валентности z. Поэтому электрохимический эквивалент

k \ = \ { 1 \over F } \cdot { A \over z }

где ~F — постоянная Фарадея.

Второй закон Фарадея записывается в следующем виде:

~m=\frac{M{\cdot}I{\cdot}{\Delta}t}{n{\cdot}F}

где ~M — молярная масса данного вещества, образовавшегося в результате электролиза, ~I — сила тока, пропущенного через вещество или смесь веществ, ~{\Delta}t — время, в течение которого проводился электролиз, ~F — постоянная Фарадея, ~n — число участвующих в процессе электронов, которое при достаточно больших значениях силы тока равно абсолютной величине заряда иона, принявшего непосредственное участие в электролизе. Однако это не всегда так; например, при электролизе раствора соли меди может образовываться не только свободная медь, но и ионы меди.



Просмотров: 8935


<<< Область воспламенения