Faradays lover av elektrolyse – Første og andre lov (ligninger og definisjon)

Faradays lover av elektrolyse

Før vi forstår Faradays lover av elektrolyse, må vi først forstå prosessen med elektrolyse av en metallsulfat.

Når et elektrolyt som metallsulfat blir oppløst i vann, deles molekylene i positive og negative ioner. De positive ionene (eller metalleionene) beveger seg mot elektrodene som er koblet til den negative terminalen av batteriet, der disse positive ionene tar elektroner fra det, blir rene metall atomer og deponeres på elektroden.

De negative ionene (eller sulfationene) beveger seg mot elektroden som er koblet til den positive terminalen av batteriet, der disse negative ionene gir bort sine ekstra elektroner og blir SO4 radikal. Siden SO4 ikke kan eksistere i et elektrisk nøytralt tilstand, vil den angripe den positive metalliske elektroden – danner en metallisk sulfat som igjen vil løses i vannet.

Faradays lover av elektrolyse er kvantitative (matematiske) sammenhenger som beskriver de to fenomenene over.

Faradays første lov om elektrolyse

Fra den korte forklaringen over, er det klart at strømmens strøm gjennom den eksterne batteri-kretsen henger fullstendig avhengig av hvor mange elektroner som overføres fra den negative elektroden eller katoden til den positive metalliske ionen eller kationen. Hvis kationene har valensi to som Cu++ så vil det for hver kation være to elektroner overført fra katoden til kationen. Vi vet at hver elektron har negativ elektrisk ladning – 1.602 × 10-19 Coulomb, og si det er – e. Så for hver Cu-atoms depo på katoden, vil det være – 2.e ladeoverføring fra katode til kation.

Nå, la oss si for t tid vil det være totalt n antall kobberatomer deponert på katoden, så vil den totale ladningen overført være – 2.n.e Coulomb. Massa m av deponerte kobber er selvfølgelig en funksjon av antallet atomer deponert. Så, det kan konkluderes at massa av deponert kobber er direkte proporsjonal med mengden elektrisk ladning som passerer gjennom elektrolyten. Dermed er massen av deponert kobber m ∝ Q mengde elektrisk ladning passerer gjennom elektrolyten.

Faradays første lov om elektrolyse sier at kjemisk depo som følge av strømmens strøm gjennom en elektrolyt er direkte proporsjonal med mengden elektrisitet (Coulomb) som passerer gjennom den.

dvs. masse av kjemisk depo:

Der Z er en konstant av proporsjonalitet og er kjent som elektrokjemisk ekvivalent av stoffet.

Hvis vi setter Q = 1 Coulomb i ligningen ovenfor, vil vi få Z = m som betyr at elektrokemisk ekvivalent av et stoff er mengden av stoffet deponert ved passerende 1 Coulomb gjennom løsningen. Denne konstanten av passerende elektrokemisk ekvivalent uttrykkes generelt i milligram per Coulomb eller kilogram per Coulomb.

Faradays andre lov om elektrolyse

Så langt har vi lært at massen av kjemikalen, deponert som følge av elektrolyse, er proporsjonal med mengden elektrisitet som passerer gjennom elektrolyten. Massen av kjemikalen, deponert som følge av elektrolyse, er ikke bare proporsjonal med mengden elektrisitet som passerer gjennom elektrolyten, men den avhenger også av noen andre faktorer. Hvert stoff vil ha sin egen atommasse. Så for samme antall atomer, vil ulike stoffer ha ulik masse.

Igjen, hvor mange atomer som deponeres på elektrodene, avhenger også av deres antall valensi. Hvis valensi er større, vil antallet deponerte atomer være mindre for samme mengde elektrisitet, mens hvis valensi er mindre, vil det for samme mengde elektrisitet deponeres flere atomer.

Så, for samme mengde elektrisitet eller ladning som passerer gjennom ulike elektrolyter, er massen av deponert kjemikalier direkte proporsjonal med dens atommasse og inversproporsjonal med dens valensi.

Faradays andre lov om elektrolyse sier at når samme mengde elektrisitet passerer gjennom flere elektrolyter, er massen av deponerte stoffer proporsjonale med deres respektive kjemiske ekvivalent eller ekvivalentvekt.

Kjemisk ekvivalent eller ekvivalentvekt

Kjemisk ekvivalent eller ekvivalentvekt av et stoff kan bestemmes ved Faradays lover av elektrolyse, og det defineres som vekten av det substansemengde som vil kombinere med eller fordrive enhetsvekten av hydrogen.

Kjemisk ekvivalent av hydrogen er altså enhet. Siden valensi av et stoff er lik antall hydrogenatomer, som det kan erstatte eller kombinere med, kan kjemisk ekvivalent av et stoff derfor defineres som forholdet mellom dets atommasse og dets valensi.

Hvem oppfant Faradays lover av elektrolyse?

Faradays lover av elektrolyse ble publisert av Michael Faraday i 1834. Michael Faraday var også ansvarlig

I tillegg til å oppdage disse lovene om elektrolyse, er Michael Faraday også kjent for å ha popularisert terminologi som elektroder, ioner, anoder og katoder.

Erklæring: Respekt originaliteten, god artikler verdt å dele, ved kränkelse kontakt oss for sletting.