Faradays lagar om elektrolys – Första och andra lagen (ekvationer & definition)

Faradays lagar om elektrolys

Innan vi förstår Faradays lagar om elektrolys, måste vi först förstå processen för elektrolys av en metallsulfat.

När ett elektrolyt som metallens sulfat blottas i vatten delas dess molekyler in i positiva och negativa jon. De positiva jon (eller metalljon) rör sig till de elektroder som är anslutna till den negativa terminalen på batteriet, där dessa positiva jon tar elektroner från det, blir rent metall atom och deponeras på elektroden.

De negativa jon (eller sulfationer) rör sig till elektroden som är ansluten till den positiva terminalen på batteriet, där dessa negativa jon ger bort sina extra elektroner och blir SO4 radikal. Eftersom SO4 inte kan existera i ett elektriskt neutrala tillstånd, kommer det att angripa den positiva metalliska elektroden – bildar ett metalliskt sulfat som återigen löser sig i vattnet.

Faradays lagar om elektrolys är kvantitativa (matematiska) relationer som beskriver de två ovan nämnda fenomenen.

Faradays första lag om elektrolys

Från den korta förklaringen ovan är det klart att flödet av ström genom den externa battericirkeln beror helt på hur många elektroner som överförs från den negativa elektroden eller katoden till den positiva metalliska jon eller kation. Om kationerna har valens två som Cu++ så skulle det för varje kation finnas två elektroner överförda från katoden till kation. Vi vet att varje elektron har en negativ elektrisk laddning – 1.602 × 10-19 Coulombs och säg att det är – e. Så för disposition av varje Cu-atom på katoden skulle det finnas – 2.e laddningsoverföring från katoden till kation.

Nu säg för t tid skulle det totalt vara n antal kopparatomer deponerade på katoden, så den totala överförda laddningen skulle vara – 2.n.e Coulombs. Massan m av deponerat koppar är uppenbarligen en funktion av antalet deponerade atomer. Så, det kan konstateras att massan av det deponerade koppar är direkt proportionell mot mängden elektrisk laddning som passerar genom elektrolyten. Därför är massan av deponerat koppar m ∝ Q mängd elektrisk laddning som passerar genom elektrolyten.

Faradays första lag om elektrolys anger att det kemiska deposition som orsakas av strömförsiljningen genom en elektrolyt är direkt proportionellt mot mängden elektricitet (coulombs) som passerar genom den.

Det vill säga massan av kemisk deposition:

Där Z är en konstant av proportionalitet och kallas för elektrokemisk ekvivalent av ämnet.

Om vi sätter Q = 1 coulomb i ovanstående ekvation, får vi Z = m vilket innebär att elektrokemisk ekvivalent av något ämne är mängden av ämnet som deponeras vid passerande av 1 coulomb genom dess lösning. Denna konstant för passerande av elektrokemisk ekvivalent uttrycks vanligtvis i milligram per coulomb eller kilogram per coulomb.

Faradays andra lag om elektrolys

Hittills har vi lärt oss att massan av det kemiska, som deponeras på grund av elektrolys, är proportionell mot mängden elektricitet som passerar genom elektrolyten. Massan av det kemiska, som deponeras på grund av elektrolys, är inte bara proportionell mot mängden elektricitet som passerar genom elektrolyten, utan den beror också på några andra faktorer. Varje ämne har sin egen atommassa. Så för samma antal atomer kommer olika ämnen att ha olika massor.

Återigen, hur många atomer som deponeras på elektroderna beror också på deras antal valens. Om valensen är högre, då för samma mängd elektricitet, kommer antalet deponerade atomer att vara färre medan om valensen är lägre, då för samma mängd elektricitet, kommer fler atomer att deponeras.

Så, för samma mängd elektricitet eller laddning som passerar genom olika elektrolyter, är massan av det deponerade kemiska direkt proportionell mot dess atommassa och inversproportionell mot dess valens.

Faradays andra lag om elektrolys anger att, när samma mängd elektricitet passerar genom flera elektrolyter, är massan av de deponerade ämnena proportionella mot deras respektive kemiska ekvivalent eller ekvivalentvikt.

Kemisk ekvivalent eller ekvivalentvikt

Den kemiska ekvivalenten eller ekvivalentvikten av ett ämne kan fastställas av Faradays lagar om elektrolys, och den definieras som vikten av den substan som kombinerar sig med eller ersätter enhetsvikten av väte.

Den kemiska ekvivalenten av väte är därför enhet. Eftersom valensen av ett ämne är lika med antalet väteatomer, som det kan ersätta eller kombinera sig med, kan den kemiska ekvivalenten av ett ämne därför definieras som förhållandet mellan dess atommassa och dess valens.

Vem uppfinnare Faradays lagar om elektrolys?

Faradays lagar om elektrolys publicerades av Michael Faraday 1834. Michael Faraday var också ansvarig

Utöver att upptäcka dessa lagar om elektrolys, var Michael Faraday också ansvarig för populärbyggandet av terminologier som elektroder, ioner, anoder och katoder.

Uttalande: Respektera originaltexten, bra artiklar är värt delning, om det finns kränkningar kontakta för att radera.