Faradays Wetten van Elektrolyse – Eerste en Tweede Wet (Vergelijkingen & Definitie)

Faraday’s Wetten van Elektrolyse

Voordat we Faraday’s wetten van elektrolyse begrijpen, moeten we eerst het proces van elektrolyse van een metaalsulfaat begrijpen.

Wanneer een elektrolyt zoals metaalsulfaat in water wordt opgelost, splitsen zijn moleculen zich in positieve en negatieve ionen. De positieve ionen (of metaalionen) bewegen naar de elektroden die verbonden zijn met de negatieve pool van de accu, waar deze positieve ionen elektronen uit halen, waardoor ze zuiver metaal worden en op de elektrode worden afgezet.

De negatieve ionen (of sulfionen) bewegen naar de elektrode die verbonden is met de positieve pool van de accu, waar deze negatieve ionen hun extra elektronen afstaan en SO4 radicalen worden. Aangezien SO4 niet in een elektrisch neutrale staat kan bestaan, zal het de metalen positieve elektrode aanvallen – een metaalsulfaat vormend dat opnieuw in het water zal oplossen.

Faraday’s wetten van elektrolyse zijn kwantitatieve (wiskundige) relaties die bovenstaande twee verschijnselen beschrijven.

Faraday’s Eerste Wet van Elektrolyse

Uit de korte uitleg hierboven is duidelijk dat de stroom van stroom door het externe accucircuit volledig afhangt van hoeveel elektronen van de negatieve elektrode of cathode naar de positieve metaalionen of cationen worden overgebracht. Als de cationen een valentie van twee hebben, zoals Cu++, dan zullen er voor elke cation twee elektronen van de cathode naar de cation worden overgebracht. We weten dat elk elektron een negatieve elektrische lading heeft van -1,602 × 10-19 Coulombs, en laten we dit -e noemen. Dus voor het afzetten van elke Cu-atoom op de cathode, zou er -2.e lading van de cathode naar de cation worden overgebracht.

Zeg nu dat er in t tijd een totaal aantal n koperatomen op de cathode wordt afgezet, dan zou de totale overgebrachte lading -2.n.e Coulombs zijn. Het gewicht m van het afgezette koper is duidelijk een functie van het aantal afgezette atomen. Dus, het kan worden geconcludeerd dat het gewicht van het afgezette koper recht evenredig is met de hoeveelheid elektrische lading die door de elektrolyt gaat. Dus het gewicht van het afgezette koper m ∝ Q hoeveelheid elektrische lading die door de elektrolyt gaat.

Faraday’s Eerste Wet van Elektrolyse stelt dat de chemische afzetting door de stroom van stroom door een elektrolyt recht evenredig is met de hoeveelheid elektriciteit (Coulombs) die erdoorheen gaat.

d.w.z. massa van chemische afzetting:

Waarbij Z een constante van evenredigheid is en bekend staat als het elektrochemische equivalent van de stof.

Als we Q = 1 coulomb in de bovenstaande vergelijking plaatsen, krijgen we Z = m, wat impliceert dat het elektrochemische equivalent van elke stof het bedrag is dat wordt afgezet bij het doorlaten van 1 coulomb door zijn oplossing. Deze constante van het doorlaten van het elektrochemische equivalent wordt meestal uitgedrukt in milligram per coulomb of kilogram per coulomb.

Faraday’s Tweede Wet van Elektrolyse

Tot nu toe hebben we geleerd dat het gewicht van de chemische stof, die door elektrolyse wordt afgezet, evenredig is met de hoeveelheid elektriciteit die door de elektrolyt gaat. Het gewicht van de chemische stof, die door elektrolyse wordt afgezet, is niet alleen evenredig met de hoeveelheid elektriciteit die door de elektrolyt gaat, maar hangt ook af van andere factoren. Elke stof heeft zijn eigen atoomgewicht. Dus voor hetzelfde aantal atomen zullen verschillende stoffen verschillende massas hebben.

Opnieuw, hoeveel atomen op de elektroden worden afgezet, hangt ook af van hun valentie. Als de valentie hoger is, dan zal voor dezelfde hoeveelheid elektriciteit het aantal afgezette atomen minder zijn, terwijl als de valentie lager is, dan zal voor dezelfde hoeveelheid elektriciteit meer atomen worden afgezet.

Dus, voor dezelfde hoeveelheid elektriciteit of lading die door verschillende elektrolyten gaat, is het gewicht van de afgezette chemische stof recht evenredig met zijn atoomgewicht en omgekeerd evenredig met zijn valentie.

Faraday’s tweede wet van elektrolyse stelt dat, wanneer dezelfde hoeveelheid elektriciteit door verschillende elektrolyten gaat, de massa van de afgezette stoffen evenredig is met hun respectieve chemische equivalent of equivalent gewicht.

Chemisch Equivalent of Equivalent Gewicht

Het chemisch equivalent of equivalent gewicht van een stof kan worden bepaald door Faraday’s wetten van elektrolyse, en wordt gedefinieerd als het gewicht van die substand die zal combineren met of vervangen door eenheidsgewicht waterstof.

Het chemisch equivalent van waterstof is dus eenheid. Aangezien de valentie van een stof gelijk is aan het aantal waterstofatomen dat het kan vervangen of waarmee het kan combineren, kan het chemisch equivalent van een stof daarom worden gedefinieerd als het verhouding van zijn atoomgewicht tot zijn valentie.

Wie Verzon Faraday’s Wetten van Elektrolyse?

Faraday’s Wetten van Elektrolyse werden in 1834 gepubliceerd door Michael Faraday. Michael Faraday was ook verantwoordelijk

Naast het ontdekken van deze wetten van elektrolyse, is Michael Faraday ook verantwoordelijk voor het populair maken van termen zoals elektroden, ionen, anoden en cathoden.

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk plaatsvindt contacteer dan voor verwijdering.