Законы электролиза Фарадея

Законы электролиза Фарадея
Майкл Фарадей, портрет Томаса Филипса, 1841-1842

Зако́ны электро́лиза Фараде́я являются количественными соотношениями, основанными на электрохимических исследованиях, опубликованных Майклом Фарадеем в 1836 году.[1]

Содержание

Формулировка законов

В учебниках и научной литературе можно найти несколько версий формулировки законов. В наиболее общем виде законы формулируются следующим образом:

  • Первый закон электролиза Фарадея: масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, переданного на этот электрод. Под количеством электричества имеется в виду электрический заряд, измеряемый, как правило, в кулонах.
  • Второй закон электролиза Фарадея: для данного количества электричества (электрического заряда) масса химического элемента, осаждённого на электроде, прямо пропорциональна эквивалентной массе элемента. Эквивалентной массой вещества является его молярная масса, делённая на целое число, зависящее от химической реакции, в которой участвует вещество.

Математический вид

Законы Фарадея можно записать в виде следующей формулы:

m \ = \ \left({ Q \over F }\right)\left({ M \over z }\right)

где:

  • m — масса осаждённого на электроде вещества в граммах
  • Q — полный электрический заряд, прошедший через вещество
  • F = 96 485,3383(83) Кл·моль−1постоянная Фарадея
  • M — молярная масса вещества
  • z — валентное число ионов вещества (число электронов на один ион).

Заметим, что M/z — это эквивалентная масса осаждённого вещества.

Для первого закона Фарадея M, F и z являются константами, так что чем больше величина Q, тем больше будет величина m.

Для второго закона Фарадея Q, F и z являются константами, так что чем больше величина M/z (эквивалентная масса), тем больше будет величина m.

В простейшем случае постоянного тока электролиза  Q = I t приводит к:

m \ = \ \left({ I t\over F }\right)\left({ M \over z }\right)

и тогда

n \ = \ \left({ I t\over F }\right)\left({ 1 \over z }\right)

где:

В более сложном случае переменного электрического тока полный заряд Q тока I(\tau) суммируется за время \tau:

 Q = \int_0^t I \ d \tau

Здесь tполное время электролиза. Обратите внимание, что тау используется в качестве переменной, ток I является функцией от тау.[2]

Примечания

  1. Ehl, Rosemary Gene; Ihde, Aaron (1954). «Faraday's Electrochemical Laws and the Determination of Equivalent Weights». Journal of Chemical Education 31 (May): 226–232. DOI:10.1021/ed031p226. Bibcode1954JChEd..31..226E.
  2. For a similar treatment, see Strong, F. C. (1961). «Faraday's Laws in One Equation». Journal of Chemical Education 38 (2): 98. DOI:10.1021/ed038p98.

Ссылки

  • Serway, Moses, and Moyer, Modern Physics, third edition (2005).

См. также


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем написать курсовую

Полезное


Смотреть что такое "Законы электролиза Фарадея" в других словарях:

  • ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА — см …   Большая политехническая энциклопедия

  • ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ — (ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА) основные (см.), установленные М. Фарадеем. Первый закон: количество вещества (масса) m, выделяющегося на электроде при электролизе, прямо пропорционально электрическому заряду q, прошедшему через электролит (или, что то же,… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ФАРАДЕЯ ПОСТОЯННАЯ — (Фарадея число), фундаментальная физическая константа, равная произведению Авогадро постоянной NA на элем. электрич. заряд е (заряд эл на): F=NA •e=96484,56(27) Кл моль 1. Ф. п. широко применяется в электрохимических расчётах. Названа в честь М.… …   Физическая энциклопедия

  • ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ — ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ, два закона ЭЛЕКТРОЛИЗА и три закона ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, сформулированные Майклом ФАРАДЕЕМ. В современной интерпретации законы электролиза гласят, что (1) количество продуктов химических реакций в процессе электролиза… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ФАРАДЕЯ ЗАКОНЫ — электролиза, (см. ЭЛЕКТРОЛИЗ). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 …   Физическая энциклопедия

  • Фарадея число —         Фарадея постоянная (F), одна из фундаментальных физических постоянных (См. Физические постоянные), равная произведению Авогадро числа (См. Авогадро число) NA на элементарный электрический заряд е (заряд электрона): F = NA (е = (9,648456 ± …   Большая советская энциклопедия

  • Фарадея законы — основные количественные законы электролиза, согласно которым массы m превращённых веществ пропорциональны количеству прошедшего через электролит электричества q (1 й Фарадея закон) и химическому эквиваленту А вещества (2 й Фарадея закон).… …   Энциклопедический словарь

  • ФАРАДЕЯ ЗАКОНЫ — основные законы электролиза, отражающие общий закон сохранения в ва в условиях протекания злектрохим. р ции. Установлены M. Фарадеем в 1833 34. Согласно 1 му закону, масса в ва т, прореагировавшего в процессе электролиза, прямо пропорциональна… …   Химическая энциклопедия

  • Законы Фарадея — Закон Фарадея Закон электромагнитной индукции Фарадея Законы Фарадея количественные законы электролиза …   Википедия

  • Фарадея законы — Закон Фарадея Закон электромагнитной индукции Фарадея Законы Фарадея количественные законы электролиза …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»