Законы электролиза Фарадея

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Майкл Фарадей, портрет Томаса Филипса, 1841-1842

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

Формулировка законов[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

Законы Фарадея можно записать в виде следующей формулы:

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

где:

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[править | править исходный текст]

  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. Bibcode:1954JChEd..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 ссылки[править | править исходный текст]

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

См. также[править | править исходный текст]