Leis de Eletroólise de Faraday – Primeira e Segunda Leis (Equações & Definição)

Leis de Eletrolyse de Faraday

Antes de compreender as leis de eletrolyse de Faraday, devemos primeiro entender o processo de eletrolyse de um sulfato metálico.

Sempre que um eletrolito como o sulfato metálico é diluído em água, suas moléculas se dividem em íons positivos e negativos. Os íons positivos (ou íons metálicos) se movem para os eletrodos conectados ao terminal negativo da bateria, onde esses íons positivos recebem elétrons dela, tornando-se um metal puro átomo e depositando-se no eletrodo.

Os íons negativos (ou sulfetos) se movem para o eletrodo conectado ao terminal positivo da bateria, onde esses íons negativos cedem seus elétrons extras e se tornam radicais SO4. Como SO4 não pode existir em um estado eletricamente neutro, atacará o eletrodo positivo metálico - formando um sulfato metálico que novamente se dissolverá na água.

As leis de eletrolyse de Faraday são relações quantitativas (matemáticas) que descrevem os dois fenômenos acima mencionados.

Primeira Lei de Eletrolyse de Faraday

A partir da breve explicação acima, fica claro que o fluxo de corrente através do circuito externo da bateria depende totalmente de quantos elétrons são transferidos do eletrodo negativo ou catodo para o íon metálico positivo ou cátions. Se os cátions tiverem valência de dois, como Cu++, então, para cada cátion, haveria duas transferências de elétrons do catodo para o cátion. Sabemos que cada elétron tem carga elétrica negativa – 1,602 × 10-19 Coulombs e digamos que seja – e. Portanto, para a deposição de cada átomo de Cu no catodo, haveria – 2.e de transferência de carga do catodo para o cátion.

Agora, digamos que, por um tempo t, haja um número total n de átomos de cobre depositados no catodo, então a carga total transferida seria – 2.n.e Coulombs. A massa m do cobre depositado é obviamente uma função do número de átomos depositados. Portanto, pode-se concluir que a massa do cobre depositado é diretamente proporcional à quantidade de carga elétrica que passa pelo eletrolito. Portanto, a massa do cobre depositado m ∝ Q quantidade de carga elétrica que passa pelo eletrolito.

A Primeira Lei de Eletrolyse de Faraday afirma que a deposição química devido ao fluxo de corrente através de um eletrolito é diretamente proporcional à quantidade de eletricidade (Coulombs) que passa por ele.

ou seja, a massa da deposição química:

Onde Z é uma constante de proporcionalidade e é conhecida como equivalente eletroquímico da substância.

Se colocarmos Q = 1 Coulomb na equação acima, obteremos Z = m, o que implica que o equivalente eletroquímico de qualquer substância é a quantidade da substância depositada ao passar 1 Coulomb por sua solução. Esta constante de equivalente eletroquímico geralmente é expressa em termos de miligramas por Coulomb ou quilogramas por Coulomb.

Segunda Lei de Eletrolyse de Faraday

Até agora, aprendemos que a massa da substância química, depositada devido à eletrolyse, é proporcional à quantidade de eletricidade que passa pelo eletrolito. A massa da substância química, depositada devido à eletrolyse, não é apenas proporcional à quantidade de eletricidade que passa pelo eletrolito, mas também depende de outros fatores. Cada substância terá seu próprio peso atômico. Portanto, para o mesmo número de átomos, diferentes substâncias terão massas diferentes.

Além disso, quantos átomos são depositados nos eletrodos também depende de sua valência. Se a valência for maior, então, para a mesma quantidade de eletricidade, o número de átomos depositados será menor, enquanto se a valência for menor, então, para a mesma quantidade de eletricidade, mais átomos serão depositados.

Portanto, para a mesma quantidade de eletricidade ou carga que passa por diferentes eletrolitos, a massa da substância química depositada é diretamente proporcional ao seu peso atômico e inversamente proporcional à sua valência.

A segunda lei de eletrolyse de Faraday afirma que, quando a mesma quantidade de eletricidade passa por vários eletrolitos, a massa das substâncias depositadas é proporcional aos seus respectivos equivalentes químicos ou pesos equivalentes.

Equivalente Químico ou Peso Equivalente

O equivalente químico ou peso equivalente de uma substância pode ser determinado pelas leis de eletrolyse de Faraday, e é definido como o peso dessa subtenância que se combinará com ou deslocará a unidade de peso de hidrogênio.

O equivalente químico do hidrogênio é, portanto, unidade. Como a valência de uma substância é igual ao número de átomos de hidrogênio que ela pode substituir ou com os quais pode se combinar, o equivalente químico de uma substância, portanto, pode ser definido como a razão entre seu peso atômico e sua valência.

Quem Inventou as Leis de Eletrolyse de Faraday?

As Leis de Eletrolyse de Faraday foram publicadas por Michael Faraday em 1834. Michael Faraday também foi responsável

Além de descobrir essas leis de eletrolyse, Michael Faraday também é responsável por popularizar terminologias como eletrodos, íons, ânodos e cátodos.

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