Faradays Love af Elektrolyse – Første og Anden Lov (Ligninger & Definition)

Faradays love af elektrolyse

Før vi kan forstå Faradays love af elektrolyse, skal vi først forstå processen med elektrolyse af en metal sulfat.

Når en elektrolyt som metal sulfat bliver opløst i vand, opdeles dens molekyler i positive og negative ioner. De positive ioner (eller metalioner) bevæger sig til elektroderne, der er forbundet med den negative terminal på batteriet, hvor disse positive ioner tager elektroner fra det, bliver til rent metal atom og deponeres på elektroden.

De negative ioner (eller sulfioner) bevæger sig til elektroden, der er forbundet med den positive terminal på batteriet, hvor disse negative ioner giver deres ekstra elektroner af og bliver SO4 radical. Da SO4 ikke kan eksistere i et elektrisk neutralt tilstand, vil det angribe den positive metalliske elektrode – danner en metallisk sulfat, der igen løses i vandet.

Faradays love af elektrolyse er kvantitative (matematiske) forhold, der beskriver de to ovennævnte fænomener.

Faradays første lov om elektrolyse

Fra den korte forklaring ovenfor er det klart, at strømmens flyd strøm gennem den eksterne batteri circuit fuldt afhænger af, hvor mange elektroner, der overføres fra den negative elektrode eller katode til den positive metalliske ion eller kation. Hvis kationerne har valens to som Cu++ så ville der være to elektroner overført fra katoden til kationet for hvert kation. Vi ved, at hver elektron har en negativ elektrisk ladning – 1.602 × 10-19 Coulombs og siger det er – e. Så for disposition af hvert Cu atom på katoden, ville der være – 2.e ladningsoverførsel fra katode til kation.

Nu siger for t tid, ville der være total n antal kobberatomer deponeret på katoden, så den samlede overførte ladning, ville være – 2.n.e Coulombs. Masse m af deponerede kobber er selvfølgelig en funktion af antallet af deponerede atomer. Så kan det konkluderes, at massen af deponerede kobber er direkte proportional med mængden af elektrisk ladning, der passerer gennem elektrolyten. Derfor er massen af deponerede kobber m ∝ Q mængden af elektrisk ladning, der passerer gennem elektrolyten.

Faradays første lov om elektrolyse siger, at kemisk deposition på grund af strømflødet strøm gennem en elektrolyt er direkte proportional med mængden af elektricitet (Coulombs) passeret gennem den.

dvs. masse af kemisk deposition:

Hvor Z er en proportionalitetskonstant og kendt som elektrokemisk ækvivalent af stoffet.

Hvis vi sætter Q = 1 coulomb i den ovenstående ligning, får vi Z = m, hvilket betyder, at elektrokemisk ækvivalent af ethvert stof er mængden af stoffet, der deponeres ved passeret 1 coulomb gennem dens løsning. Denne konstant af passeret elektrokemisk ækvivalent udtrykkes generelt i milligram per coulomb eller kilogram per coulomb.

Faradays anden lov om elektrolyse

Indtil videre har vi lært, at massen af det kemiske, der deponeres på grund af elektrolyse, er proportional med mængden af elektricitet, der passerer gennem elektrolyten. Massen af det kemiske, der deponeres på grund af elektrolyse, er ikke kun proportional med mængden af elektricitet, der passerer gennem elektrolyten, men den afhænger også af andre faktorer. Hver substans har sin egen atommasse. Så for samme antal atomer, vil forskellige stoffer have forskellige masser.

Igen, hvor mange atomer, der deponeres på elektroderne, afhænger også af deres antal valens. Hvis valensen er højere, så vil for samme mængde elektricitet, antallet af deponerede atomer være lavere, mens hvis valensen er lavere, vil for samme mængde elektricitet, flere atomer skulle deponeres.

Så for samme mængde elektricitet eller ladning, der passerer gennem forskellige elektrolyter, er massen af deponeret kemikalier direkte proportional med dets atommasse og invers proportional med dets valens.

Faradays anden lov om elektrolyse siger, at når samme mængde elektricitet passerer gennem flere elektrolyter, er massen af deponerede stoffer proportionale med deres respektive kemiske ækvivalent eller ækvivalent vægt.

Kemisk ækvivalent eller ækvivalent vægt

Kemisk ækvivalent eller ækvivalent vægt af et stof kan bestemmes ved Faradays love om elektrolyse, og det defineres som vægten af det underordnede, der vil kombinere med eller udsætte enhedsvægten af brint.

Kemisk ækvivalent af brint er altså enheden. Da valensen af et stof er lig med antallet af brintatomer, som det kan erstatte eller kombinere med, kan kemisk ækvivalent af et stof defineres som forholdet mellem dets atommasse og dets valens.

Hvem opfandt Faradays love om elektrolyse?

Faradays love om elektrolyse blev offentliggjort af Michael Faraday i 1834. Michael Faraday var også ansvarlig

Ud over at opdage disse love om elektrolyse, er Michael Faraday også ansvarlig for populær gøring af terminologier som elektroder, ioner, anoder og katoder.

Erklæring: Respekter originalen, godt indhold fortjener at deles, hvis der er krænkelse kontakt os for sletning.