Faradays Leĝoj de Elektrolizo – Unua kaj Duaj Leĝoj (Ekvacioj & Difino)
Leĝoj de Faraday pri elektrolizo
Antaŭ ol kompreni la leĝojn de Faraday pri elektrolizo, ni unue devas kompreni la procezon de elektrolizo de sulfato de metalo.
Kiam io kiel sulfato de metalo estas diluita en akvo, ĝiaj molekuloj disdividiĝas en pozitivajn kaj negativajn ionojn. La pozitivaj ionoj (aŭ metalaj ionoj) moviĝas al la elektrodoj konektitaj kun la negativa terminalo de la baterio, kie tiuj pozitivaj ionoj prenas elektronon de ĝi, fariĝante puran metalan atomon kaj deponeble sur la elektrodo.
La negativaj ionoj (aŭ sulfiionoj) moviĝas al la elektrodo konektita kun la pozitiva terminalo de la baterio, kie tiuj negativaj ionoj donas sian ekstran elektronon kaj iĝas SO4 radikalo. Ĉar SO4 ne povas ekzisti en elektroneutra stato, ĝi atakos la pozitivan metalan elektron – formanta metalan sulfaton, kiu denove disoluĝos en la akvon.
La leĝoj de Faraday pri elektrolizo estas kvantecaj (matematikaj) rilatoj, kiuj priskribas la supre menciitajn du fenomenojn.
Unua Leĝo de Faraday pri Elektrolizo
El la supre donita mallonga klarigo, klare estas, ke la fluo de elektra fluo tra la ekstera baterio cirkvito tute dependas de tio, kiom da elektronoj transdoniĝas de la negativa elektrodo aŭ katodo al la pozitivaj metala iono aŭ kationoj. Se la kationoj havas valenton de du kiel Cu++, tiam por ĉiu kationo estus du elektronoj transdoniĝantaj de la katodo al la kationo. Ni scias, ke ĉiu elektrono havas negativan elektran ŝargon – 1.602 × 10-19 Coulomboj, kaj diru, ke ĝi estas – e. Do por dispozo de ĉiu Cu atomo sur la katodo, estus – 2.e ŝargtransdoniĝo de la katodo al la kationo.
Nun diru, ke por t tempo estus totala n nombro da kupro atomoj deponeblaj sur la katodo, do la totala ŝargo transdoniĝinta, estus – 2.n.e Coulomboj. La maso m de la deponebla kupro estas evidente funkcio de la nombro da atomoj deponeblaj. Do, oni povas konkludi, ke la maso de la deponebla kupro estas direktproporciale al la kvanto de elektra ŝargo, kiu pasas tra la elektrolito. Tial la maso de la deponebla kupro m ∝ Q kvanto de elektra ŝargo pasas tra la elektrolito.
La Unua Leĝo de Faraday pri Elektrolizo statas, ke la kemika deponeblo pro la fluo de elektra fluo tra elektrolito estas direktproporciale al la kvanto de elektriĉo (Coulomboj) pasis tra ĝi.
t.e. maso de kemika deponeblo:
Kie, Z estas konstanto de proporcio kaj estas konata kiel elektrokemia ekvivalento de la substanco.
Se ni metas Q = 1 Coulombo en la supran ekvacion, ni ricevos Z = m, kio signifas, ke la elektrokemia ekvivalento de ajna substanco estas la kvanto de la substanco deponebla per la pasado de 1 Coulombo tra ĝia solvo. Ĉi tiu konstanto de pasado de elektrokemia ekvivalento estas ĝenerale esprimata en terminoj de miligramoj per Coulombo aŭ kilogramoj per Coulombo.
Dua Leĝo de Faraday pri Elektrolizo
Hasta nun ni lernis, ke la maso de la kemiko, deponebla pro elektrolizo, estas proporcia al la kvanto de elektriĉo, kiu pasas tra la elektrolito. La maso de la kemiko, deponebla pro elektrolizo, ne nur estas proporcia al la kvanto de elektriĉo, kiu pasas tra la elektrolito, sed ankaŭ dependas de iuj aliaj faktoroj. Ĉiu substanco havos sian propran atoman pezon. Do, por la sama nombro da atomoj, malsamaj substancoj havos malsamajn masojn.
Denove, kiom da atomoj deponeblas sur la elektrodoj ankaŭ dependas de ilia nombro de valento. Se la valento estas pli alta, tiam por la sama kvanto de elektriĉo, la nombro da deponeblaj atomoj estos malpli, dum se la valento estas malpli alta, tiam por la sama kvanto de elektriĉo, pli multe da atomoj estos deponeblaj.
Do, por la sama kvanto de elektriĉo aŭ ŝargo, kiu pasas tra malsamaj elektrolitoj, la maso de deponebla kemiko estas direktproporciale al ĝia atoma pezo kaj inverse proporciale al ĝia valento.
La dua leĝo de Faraday pri elektrolizo statas, ke, kiam la sama kvanto de elektriĉo pasas tra pluraj elektrolitoj, la maso de la deponeblaj substancoj estas proporcia al iliaj respektivaj kemikaj ekvivalentoj aŭ ekvivalentaj pezoj.
Kemika Ekvivalento aŭ Ekvivalenta Pezo
La kemika ekvivalento aŭ ekvivalenta pezo de substanco povas esti determinita per la leĝoj de Faraday pri elektrolizo, kaj ĝi estas difinita kiel la pezo de tiu subteneco, kiu kombiniĝos kun aŭ forĵetos la unitan pezon de hidrogeno.
La kemika ekvivalento de hidrogeno estas, do, unu. Ĉar la valento de substanco egalas al la nombro da hidrogenatomoj, kiujn ĝi povas anstataŭigi aŭ kun kiuj ĝi povas kombini, la kemika ekvivalento de substanco, do, povas esti difinita kiel la rilatumo de ĝia atoma pezo al ĝia valento.
Kiu Inventis la Leĝojn de Faraday pri Elektrolizo?
La leĝoj de Faraday pri elektrolizo estis publikigitaj de Michael Faraday en 1834. Michael Faraday ankaŭ estis responsa
Krome inventinte tiujn leĝojn de elektrolizo, Michael Faraday ankaŭ estas responda pro popularigado de terminologioj kiel elektrodoj, ionoj, anodoj, kaj katodoj.
Deklaro: Respektu la originalon, bonajn artikolojn valoras
