Faradejeve zakone elektrolize – Prvi i drugi zakon (jednačine i definicija)

Faradayevi zakoni elektrolize

Prije nego što shvatimo Faradayeve zakone elektrolize, moramo prvo razumjeti proces elektrolize metalnog sulfata.

Kada se elektrolit poput metalnog sulfata razvodi vodom, njegove molekule se rastavljaju na pozitivne i negativne ion. Pozitivni ion (ili metalni ion) kreću prema elektrodama povezanim sa negativnim terminalom baterije, gde ti pozitivni ion uzimaju elektrone od nje, postaju čist metal atom i depone se na elektrodu.

Negativni ion (ili siročac) kreću prema elektrodama povezanima s pozitivnim terminalom baterije, gde ti negativni ion odbacuju svoje dodatne elektrone i postaju SO4 radikal. Budući da SO4 ne može postojati u električno neutralnom stanju, napadnut će metaličku pozitivnu elektrodu – formirajući metalički sulfat koji će se opet razmotriti u vodu.

Faradayevi zakoni elektrolize su kvantitativna (matematička) odnosa koja opisuju gornja dva fenomena.

Prvi Faradayev zakon elektrolize

Iz kratke objašnjavanja iznad, jasno je da tok struje kroz vanjsku bateriju potpuno zavisi o tome koliko elektrona se prenese sa negativne elektrode ili katode na pozitivni metalički ion ili kation. Ako kationi imaju valentnost dva, kao Cu++, tada za svaki kation bi bilo dva elektrona preneseno sa katode na kation. Znamo da svaki elektron ima negativnu električnu nabavu – 1.602 × 10-19 Kulomba i recimo da je to – e. Dakle, za deponiranje svakog atoma Cu na katodi, bi bilo – 2.e prenosa nabave sa katode na kation.

Sada, recimo da za vreme t, ukupan broj deponiranih atoma bakra na katodi bude n, tada bi ukupan prenos nabave bio – 2.n.e Kulomba. Masa m deponiranog bakra je očigledno funkcija broja deponiranih atoma. Dakle, može se zaključiti da je masa deponiranog bakra direktno proporcionalna količini električne nabave koja prođe kroz elektrolit. Stoga, masa deponiranog bakra m ∝ Q količina električne nabave koja prođe kroz elektrolit.

Prvi Faradayev zakon elektrolize kaže da je hemijska deponiranja zbog toka struje kroz elektrolit direktno proporcionalna količini struje (kulombi) koja prođe kroz njega.

tj. masa hemijske deponiranja:

Gdje, Z je konstanta proporcionalnosti i poznata je kao elektro-hemijski ekvivalent tvari.

Ako stavimo Q = 1 kulomb u gornju jednačinu, dobićemo Z = m što znači da je elektro-hemijski ekvivalent bilo koje tvari količina te tvari deponirana pri prolazu 1 kulomba kroz njeno rastvor. Ova konstanta elektro-hemijskog ekvivalenta obično se izražava u miligramima po kulombu ili kilogramima po kulombu.

Drugi Faradayev zakon elektrolize

Dakle, do sada smo naučili da je masa hemijske tvari, deponirane zbog elektrolize, proporcionalna količini struje koja prođe kroz elektrolit. Masa hemijske tvari, deponirane zbog elektrolize, nije samo proporcionalna količini struje koja prođe kroz elektrolit, već zavisi i od nekih drugih faktora. Svaka tvar će imati svoju atomsku masu. Dakle, za isti broj atoma, različite tvari će imati različite mase.

Ponovo, koliko atoma deponirano na elektrodama takođe zavisi od njihove valentnosti. Ako je valentnost veća, tada za istu količinu struje, broj deponiranih atoma će biti manji, dok ako je valentnost manja, tada za istu količinu struje, broj deponiranih atoma će biti veći.

Dakle, za istu količinu struje ili nabave koja prođe kroz različite elektrolite, masa deponirane hemijske tvari je direktno proporcionalna njenoj atomskoj masi i obrnuto proporcionalna njenoj valentnosti.

Drugi Faradayev zakon elektrolize kaže da, kada ista količina struje prođe kroz nekoliko elektrolita, mase deponiranih tvari su proporcionalne njihovim odgovarajućim hemijskim ekvivalentima ili ekvivalentnim masama.

Hemijski ekvivalent ili ekvivalentna masa

Hemijski ekvivalent ili ekvivalentna masa tvari može se odrediti preko Faradayevih zakona elektrolize, i definisana je kao masa te podtencije koja će se kombinovati sa ili isplaštiti jedinicnom masom vodika.

Hemijski ekvivalent vodika je, dakle, jedinica. Budući da je valentnost tvari jednaka broju atoma vodika koje ona može zameniti ili sa kojima se može kombinovati, hemijski ekvivalent tvari, stoga, može se definisati kao odnos njene atomske mase na njenu valentnost.

Tko je izumeo Faradayeve zakone elektrolize?

Faradayevi zakoni elektrolize objavljeni su od strane Michaela Faradeya 1834. godine. Michael Faraday je takođe bio odgovoran

Osim otkrića ovih zakona elektrolize, Michael Faraday je takođe odgovoran za popularizaciju terminologija poput elektroda, jonova, anoda i katoda.

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vredne su deljenja, ako postoji kršenje autorskih prava kontaktirajte za brisanje.