Leggi di Faraday sull'elettrolisi – Prima e Seconda Legge (Equazioni & Definizione)

Leggi di Faraday sull'elettrolisi

Prima di comprendere le leggi di Faraday sull'elettrolisi, dobbiamo prima comprendere il processo di elettrolisi di un solfato metallico.

Ogni volta che un elettrolita come un solfato metallico viene diluito in acqua, le sue molecole si dividono in ioni positivi e negativi. Gli ioni positivi (o ioni metallici) si spostano verso gli elettrodi connessi al terminale negativo della batteria, dove questi ioni positivi prendono elettroni da essa, diventando un metallo puro atomo e depositandosi sull'elettrodo.

Gli ioni negativi (o solfioni) si spostano verso l'elettrodo connesso al terminale positivo della batteria, dove questi ioni negativi cedono i loro elettroni in eccesso e diventano radicali SO4. Poiché lo SO4 non può esistere in uno stato elettricamente neutrale, attaccherà l'elettrodo positivo metallico – formando un solfato metallico che si dissolverà nuovamente nell'acqua.

Le leggi di Faraday sull'elettrolisi sono relazioni quantitative (matematiche) che descrivono i due fenomeni sopra menzionati.

Prima Legge di Faraday sull'Elettrolisi

Dalla breve spiegazione sopra, è chiaro che il flusso di corrente attraverso il circuito esterno della batteria dipende completamente da quanti elettroni vengono trasferiti dall'elettrodo negativo o catodo all'ione metallico positivo o catione. Se i cationi hanno valenza di due come Cu++, allora per ogni catione, ci saranno due elettroni trasferiti dal catodo al catione. Sappiamo che ogni elettrone ha una carica elettrica negativa di 1.602 × 10-19 Coulomb e diciamo che è – e. Quindi, per la deposizione di ogni atomo di Cu sull'elettrodo, ci sarà un trasferimento di carica – 2.e dal catodo al catione.

Ora, diciamo che per un tempo t, ci sarà un totale di n atomi di rame depositati sul catodo, quindi la carica totale trasferita sarà – 2.n.e Coulomb. La massa m del rame depositato è ovviamente una funzione del numero di atomi depositati. Pertanto, si può concludere che la massa del rame depositato è direttamente proporzionale alla quantità di carica elettrica che passa attraverso l'elettrolita. Quindi, la massa del rame depositato m ∝ Q quantità di carica elettrica che passa attraverso l'elettrolita.

La Prima Legge di Faraday sull'Elettrolisi afferma che la deposizione chimica dovuta al flusso di corrente attraverso un elettrolita è direttamente proporzionale alla quantità di elettricità (Coulomb) passata attraverso di esso.

cioè, la massa della deposizione chimica:

Dove Z è una costante di proporzionalità e viene chiamata equivalente elettrochimico della sostanza.

Se poniamo Q = 1 Coulomb nell'equazione sopra, otterremo Z = m, il che implica che l'equivalente elettrochimico di qualsiasi sostanza è la quantità di sostanza depositata al passaggio di 1 Coulomb attraverso la sua soluzione. Questa costante dell'equivalente elettrochimico è generalmente espressa in termini di milligrammi per Coulomb o chilogrammi per Coulomb.

Seconda Legge di Faraday sull'Elettrolisi

Fino ad ora abbiamo appreso che la massa della sostanza chimica, depositata a causa dell'elettrolisi, è proporzionale alla quantità di elettricità che passa attraverso l'elettrolita. La massa della sostanza chimica, depositata a causa dell'elettrolisi, non è solo proporzionale alla quantità di elettricità che passa attraverso l'elettrolita, ma dipende anche da altri fattori. Ogni sostanza avrà il suo peso atomico. Quindi, per lo stesso numero di atomi, diverse sostanze avranno masse diverse.

Inoltre, il numero di atomi depositati sugli elettrodi dipende anche dalla loro valenza. Se la valenza è maggiore, allora per la stessa quantità di elettricità, il numero di atomi depositati sarà minore, mentre se la valenza è minore, allora per la stessa quantità di elettricità, il numero di atomi depositati sarà maggiore.

Quindi, per la stessa quantità di elettricità o carica che passa attraverso diversi elettroliti, la massa della sostanza chimica depositata è direttamente proporzionale al suo peso atomico e inversamente proporzionale alla sua valenza.

La seconda legge di Faraday sull'elettrolisi afferma che, quando la stessa quantità di elettricità passa attraverso diversi elettroliti, la massa delle sostanze depositate è proporzionale ai rispettivi equivalenti chimici o pesi equivalenti.

Equivalente Chimico o Peso Equivalente

L'equivalente chimico o peso equivalente di una sostanza può essere determinato dalle leggi di Faraday sull'elettrolisi, ed è definito come il peso di quella subtenance che combinerà o disporrà il peso unitario di idrogeno.

L'equivalente chimico dell'idrogeno è, quindi, unitario. Poiché la valenza di una sostanza è uguale al numero di atomi di idrogeno che può sostituire o con cui può combinare, l'equivalente chimico di una sostanza, quindi, può essere definito come il rapporto tra il suo peso atomico e la sua valenza.

Chi ha Inventato le Leggi di Faraday sull'Elettrolisi?

Le Leggi di Faraday sull'Elettrolisi furono pubblicate da Michael Faraday nel 1834. Michael Faraday era anche responsabile

Oltre a scoprire queste leggi sull'elettrolisi, Michael Faraday è anche responsabile per la diffusione di terminologie come elettrodi, ioni, anodi e catodi.

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