Mga Batas ni Faraday sa Elektrolisis – Unang at Ikalawang Batas (Pormulasyon & Definisyon)

Mga Batas ng Elektrolisis ni Faraday

Bago maintindihan ang mga batas ng elektrolisis ni Faraday, kailangang unawain muna natin ang proseso ng elektrolisis ng isang metal sulfate.

Kapag ang isang elektrolito tulad ng metal sulfate ay dinilawan sa tubig, ang mga molekula nito ay naghihiwalay sa mga positibong at negatibong ions. Ang mga positibong ions (o metal ions) ay lumilipat sa mga electrode na konektado sa negatibong terminal ng bateria kung saan ang mga positibong ions ay kumukuha ng mga elektron mula dito, naging isang puro na metal atom at inilalapat sa electrode.

Ang mga negatibong ions (o sulfonyon) ay lumilipat sa electrode na konektado sa positibong terminal ng bateria, kung saan ang mga negatibong ions ay binibigay ang kanilang karagdagang elektron at naging SO4 radical. Dahil ang SO4 ay hindi maaaring umiral sa isang elektrikal na neutral na estado, ito ay susugpo ang positibong metal na electrode – nabubuo ang isang metal sulfate na muling lalason sa tubig.

Mga batas ng elektrolisis ni Faraday ay mga kwantitatibong (matematikal) relasyon na naglalarawan ng dalawang nabanggit na mga phenomena.

Unang Batas ng Elektrolisis ni Faraday

Sa maikling paliwanag sa itaas, malinaw na ang pagdaloy ng kuryente sa panlabas na bateria circuit lubusang depende sa kung ilang elektron ang nakalipat mula sa negatibong electrode o cathode patungo sa positibong metal ion o cations. Kung ang cations ay may valency na dalawa tulad ng Cu++ kung saan para sa bawat cation, magkakaroon ng dalawang elektron na nakalipat mula sa cathode patungo sa cation. Alam natin na bawat elektron ay may negatibong elektrikal na charge – 1.602 × 10-19 Coulombs at sabihin nating ito ay – e. Kaya para sa paglipat ng bawat Cu atom sa cathode, magkakaroon ng – 2.e charge transfers mula sa cathode patungo sa cation.

Ngayon, sabihin natin na para sa t oras, magkakaroon ng kabuuang n bilang ng copper atoms na inilapat sa cathode, kaya ang kabuuang charge na nakalipat, ay magiging – 2.n.e Coulombs. Ang masa m ng inilapat na copper ay tiyak na isang function ng bilang ng atoms na inilapat. Kaya, maaari itong masabi na ang masa ng inilapat na copper ay direktang proportional sa quantity ng electrical charge na dumaan sa electrolyte. Kaya ang masa ng inilapat na copper m ∝ Q quantity ng electrical charge na dumaan sa electrolyte.

Unang Batas ng Elektrolisis ni Faraday nagsasaad na ang chemical deposition dahil sa pagdaloy ng kuryente sa pamamagitan ng isang electrolyte ay direktang proportional sa quantity ng electricity (coulombs) na dumaan dito.

i.e. masa ng chemical deposition:

Kung saan, Z ay isang constant of proportionality at kilala bilang electro-chemical equivalent ng substansya.

Kung ilagay natin ang Q = 1 coulombs sa itaas na ekwasyon, makakakuha tayo ng Z = m na nangangahulugan na ang electrochemical equivalent ng anumang substansya ay ang halaga ng substansya na inilapat sa pagdaraan ng 1 coulomb sa kanyang solusyon. Ang constant na ito ng pagdaraan ng electrochemical equivalent ay karaniwang ipinapakita sa mga termino ng milligrams per coulomb o kilogram per coulomb.

Ikalawang Batas ng Elektrolisis ni Faraday

Hanggang ngayon, natutunan natin na ang masa ng chemical, na inilapat dahil sa elektrolisis ay proportional sa quantity ng kuryente na dumaan sa electrolyte. Ang masa ng chemical, na inilapat dahil sa elektrolisis, hindi lamang proportional sa quantity ng kuryente na dumaan sa electrolyte, kundi ito rin ay depende sa iba pang factor. Bawat substansya ay may sariling atomic weight. Kaya, para sa parehong bilang ng atoms, ang iba't ibang substansya ay may iba't ibang masa.

Muli, kung ilang atoms ang inilapat sa electrodes ay depende rin sa kanilang bilang ng valency. Kung ang valency ay mas mataas, kung gayon, para sa parehong halaga ng kuryente, ang bilang ng inilapat na atoms ay mas mababa, samantalang kung ang valency ay mas mababa, kung gayon, para sa parehong halaga ng kuryente, mas maraming atoms ang inilapat.

Kaya, para sa parehong halaga ng kuryente o charge na dumaan sa iba't ibang electrolytes, ang masa ng inilapat na chemical ay direktang proportional sa kanyang atomic weight at inversely proportional sa kanyang valency.

Ikalawang batas ng elektrolisis ni Faraday nagsasaad na, kapag ang parehong halaga ng kuryente ay dumaan sa maraming electrolytes, ang masa ng mga substansya na inilapat ay proportional sa kanilang respective chemical equivalent o equivalent weight.

Chemical Equivalent o Equivalent Weight

Ang chemical equivalent o equivalent weight ng isang substansya ay maaaring matukoy gamit ang mga batas ng elektrolisis ni Faraday, at ito ay tinukoy bilang ang timbang ng subtenancy na kumokombina o nadidisplace ng unit na timbang ng hydrogen.

Ang chemical equivalent ng hydrogen ay, kaya, unity. Dahil ang valency ng isang substansya ay katumbas ng bilang ng hydrogen atoms, na ito ay maaaring palitan o kung saan ito ay maaaring kumombina, ang chemical equivalent ng isang substansya, kaya maaaring ituring bilang ang ratio ng kanyang atomic weight sa kanyang valency.

Sino ang Nag-imbento ng Mga Batas ng Elektrolisis ni Faraday?

Ang Mga Batas ng Elektrolisis ni Faraday ay inilathala ni Michael Faraday noong 1834. Si Michael Faraday ay rin ang responsable

Bukod sa pagdiscover ng mga batas ng elektrolisis, si Michael Faraday ay rin ang responsable sa pagpopularize ng mga terminolohiya tulad ng electrodes, ions, anodes, at cathodes.

Pahayag: Respetuhin ang orihinal, mga magandang artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement mangyaring kontakin upang tanggalin.