பரதேயின் விதிகள் - முதல் மற்றும் இரண்டாவது விதிகள் (சமன்பாடுகள் மற்றும் வரையறை)

Faraday’s Laws of Electrolysis

உணர்தல் Faraday’s laws of electrolysis முன்னர், ஒரு வெப்பக்கரையில் மாற்றம் என்ற செயல்முறையை முதலில் அறிய வேண்டும்.

ஒரு வெப்பக்கரை போன்ற எலக்ட்ரோலைட் நீரில் தூய்த்து வைக்கப்பட்டால், அதன் அணுக்கள் நேர்மற்றும் எதிர்மற்றுமான ஆயங்களாக பிரிகின்றன. நேர்ம ஆயங்கள் (அல்லது வெப்பக்கரை ஆயங்கள்) பெட்டரி என்ற இலக்கின் எதிர்ம முனையுடன் இணைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரோட்டிற்கு செல்கின்றன. இங்கு நேர்ம ஆயங்கள் எலக்ட்ரோட் இலிருந்து எலக்ட்ரான்களை எடுத்து, ஒரு நேர்ம வெப்பக்கரையாக மாறி, எலக்ட்ரோடில் அடுக்கப்படுகின்றன.

எதிர்ம ஆயங்கள் (அல்லது சல்பியன்கள்) பெட்டரி என்ற இலக்கின் நேர்ம முனையுடன் இணைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரோட்டிற்கு செல்கின்றன. இங்கு எதிர்ம ஆயங்கள் தாங்கிய கூடுதல் எலக்ட்ரான்களை வழங்குவதன் மூலம் SO4 அணுக்கு மாறுகின்றன. SO4 எலக்ட்ரிகலியாக நீங்களாக இருக்க முடியாததால், அது நேர்ம வெப்பக்கரை எலக்ட்ரோட்டை தாக்குவதன் மூலம் ஒரு வெப்பக்கரை SO4 உருவாக்குகின்றது, இது மீண்டும் நீரில் தொடர்ந்து வைக்கப்படுகின்றது.

Faraday’s laws of electrolysis இந்த இரு செயல்முறைகளை விளக்கும் கணித உறவுகளாகும்.

Faraday’s First Law of Electrolysis

மேலே விளக்கப்பட்ட சுருக்கமான விளக்கத்திலிருந்து, மின்னோட்டம் வெளிப்புற இலக்கின் மூலம் ஓடுவது, எலக்ட்ரோலைட்டின் மூலம் எவ்வளவு எலக்ட்ரான்கள் எதிர்ம எலக்ட்ரோட் அல்லது கதோடிலிருந்து நேர்ம வெப்பக்கரை ஆயங்கள் அல்லது கேட்டியங்களுக்கு மாறியதை முழுமையாக சார்ந்தது என்பது தெளிவாக இருக்கின்றது. கேட்டியங்களின் வலிமை இரண்டு போன்ற Cu++ என்றால், ஒவ்வொரு கேட்டியத்துக்கும் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் கதோடிலிருந்து கேட்டியத்துக்கு மாறியதாக இருக்கும். நாம் எல்லா எலக்ட்ரான்களும் -1.602 × 10-19 கூலம்ப் என்ற எதிர்ம மின்னோட்டத்தை அறிவோம், அது - e என்று கூறலாம். எனவே ஒவ்வொரு Cu அணு கதோடில் அடுக்கப்படும்போது, கதோடிலிருந்து கேட்டியத்துக்கு - 2.e மின்னோட்டம் மாறியதாக இருக்கும்.

இப்போது t நேரத்தில் கதோடில் மொத்தம் n எண்ணிக்கையிலான கோப்பர் அணுக்கள் அடுக்கப்பட்டால், மொத்த மாறிய மின்னோட்டம், - 2.n.e கூலம்ப் என்பதாக இருக்கும். அடுக்கப்பட்ட கோப்பரின் நிறை m அடுக்கப்பட்ட அணுக்களின் எண்ணிக்கையின் சார்பாக இருக்கும். எனவே, அடுக்கப்பட்ட கோப்பரின் நிறை எலக்ட்ரோலைட்டின் மூலம் கடந்து செல்லும் மின்னோட்டத்தின் அளவிற்கு நேர்த்தகவில் இருக்கும். எனவே அடுக்கப்பட்ட கோப்பரின் நிறை m ∝ Q என்பது எலக்ட்ரோலைட்டின் மூலம் கடந்து செல்லும் மின்னோட்டத்தின் அளவு.

Faraday’s First Law of Electrolysis என்பது எலக்ட்ரோலைட்டின் மூலம் மின்னோட்டம் ஓடும்போது ஏற்படும் வேதியியல் அடுக்கல், அதில் கடந்து செல்லும் மின்னோட்டத்தின் அளவிற்கு (கூலம்ப்) நேர்த்தகவில் இருக்கும் என்பதை விளக்குகின்றது.

அதாவது வேதியியல் அடுக்கலின் நிறை:

இங்கு Z என்பது ஒரு நிலையான தகவல் மற்றும் அது பொருளின் எலக்ட்ரோ-வேதியியல் சமமானத்தை அறியும்.

நாம் Q = 1 கூலம்ப் என்று மேலே உள்ள சமன்பாட்டில் போடும்போது, Z = m என்பதைப் பெறுவோம், இது எலக்ட்ரோவேதியியல் சமமானத்தை வெளிப்படுத்துகிறது. இந்த நிலையான தகவல் பொதுவாக மிலிகிராம் கூலம்ப் அல்லது கிலோகிராம் கூலம்ப் என்று வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.

Faraday’s Second Law of Electrolysis

நாம் இதுவரை எலக்ட்ரோலைசிசின் மூலம் கடந்து செல்லும் மின்னோட்டத்தின் அளவிற்கு நேர்த்தகவில் வேதியியல் அடுக்கலின் நிறை இருக்கும் என்பதை அறிந்து வருகிறோம். வேதியியல் அடுக்கலின் நிறை எலக்ட்ரோலைசிசின் மூலம் கடந்து செல்லும் மின்னோட்டத்தின் அளவிற்கு நேர்த்தகவில் இருக்கும், ஆனால் இது வேறு ஒரு காரணியில் சார்ந்தது. ஒவ்வொரு பொருளும் தனது அணு நிறையை வைத்திருக்கும். எனவே, ஒரே எண்ணிக்கையிலான அணுக்களுக்கு வேறு வேறு பொருள்களின் நிறைகள் வேறு வேறாக இருக்கும்.

மேலும், எலக்ட்ரோட்டில் அடுக்கப்படும் அணுக்களின் எண்ணிக்கை அவற்றின் வலிமையில் சார்ந்தது. வலிமை அதிகமாக இருந்தால், ஒரே அளவு மின்னோட்டத்திற்கு அடுக்கப்படும் அணுக்களின் எண்ணிக்கை குறைவாக இருக்கும். வலிமை குறைவாக இருந்தால், ஒரே அளவு மின்னோட்டத்திற்கு அடுக்கப்படும் அணுக்களின் எண்ணிக்கை அதிகமாக இருக்கும்.

எனவே, ஒரே அளவு மின்னோட்டம் அல்லது மின்னோட்டத்தின் அளவு வெவ்வேறு எலக்ட்ரோலைட்டின் மூலம் கடந்து செல்லும்போது, அடுக்கப்படும் வேதியியல் பொருளின் நிறை அதன் அணு நிறையிற்கு நேர்த்தகவிலும