Faraday Elektroliz Yasaları – Birinci ve İkinci Yasalar (Denklemler & Tanım)

Faraday’s Laws of Electrolysis

Faraday’nın elektroliz yasalarını anlamadan önce, bir metal sülfatının elektrolizi sürecini anlamamız gerekmektedir.

Bir elektrolit (örneğin metal sülfatı) suya seyreltildiğinde, molekülleri pozitif ve negatif iyonlara bölünür. Pozitif iyonlar (veya metal iyonları) pilin negatif terminaline bağlanan elektrotlara doğru hareket ederler. Bu pozitif iyonlar, bu elektrotlardan elektron alarak saf metal atom haline gelir ve elektrot üzerine çöker.

Negatif iyonlar (veya sülfonlar) pilin pozitif terminaline bağlanan elektrotlara doğru hareket ederler. Bu negatif iyonlar, fazladan elektronlarını vererek SO4 radikaline dönüşür. SO4 elektriksel olarak nötr bir durumda var olamayacağı için, pozitif metalleşmiş elektrotu saldırır - bu da yeniden çözünebilecek bir metal sülfat oluşturur.

Faraday'nın elektroliz yasaları, yukarıdaki iki olayı tanımlayan nicel (matematiksel) ilişkilere sahiptir.

Faraday’s First Law of Electrolysis

Yukarıdaki kısa açıklamadan, dış akımin akışının, negatif elektrot veya katottan pozitif metal iyonuna veya kationa ne kadar elektron transfer edildiğine bağlı olduğunu açıkça görebiliyoruz. Eğer kationların valansı iki ise, örneğin Cu++, her kation için katottan kationa iki elektron transfer edilir. Her elektronun negatif elektrik yükünün – 1.602 × 10-19 Coulombs olduğunu biliyoruz ve bunu – e olarak ifade edelim. Böylece her Cu atomunun katotta çökmesi için, katottan kationa – 2.e yük transferi olur.

Şimdi t zamanında katoda toplam n sayıda bakır atomunun çöktüğünü varsayalım, bu durumda toplam aktarılan yük, – 2.n.e Coulombs olacaktır. Çöktürülen bakırın m kütlesi, çöktürülen atom sayısına bağlı olarak değişir. Bu nedenle, çöktürülen bakırın kütlesinin elektrolit aracılığıyla geçen elektrik yükünün miktarına orantılı olduğu sonucuna varabiliriz. Yani çöktürülen bakırın kütlesi m ∝ Q, elektrolit aracılığıyla geçen elektrik yükünün miktarıdır.

Faraday'nın Elektrolizin Birinci Yasası, bir elektrolit aracılığıyla geçen akımın, onunla geçen elektrik yükünün (Coulomb) miktarına orantılı olduğunu belirtir.

yani kimyasal çökme kütlesi:

Burada Z, orantılılık sabiti olarak bilinir ve maddenin elektrokimyasal eşdeğeridir.

Eğer yukarıdaki denklemde Q = 1 coulomb koyarsak, Z = m elde ederiz, bu da herhangi bir maddenin elektrokimyasal eşdeğerinin, çözeltisinden 1 coulomb geçtiğinde çöktürülen maddenin miktarı olduğunu gösterir. Bu elektrokimyasal eşdeğer sabiti genellikle miligram/coulomb veya kilogram/coulomb cinsinden ifade edilir.

Faraday’s Second Law of Electrolysis

Şimdiye kadar öğrendiğimiz gibi, elektroliz sonucunda çöktürülen kimyasalın kütlesi, elektrolit aracılığıyla geçen elektrik miktarına orantılıdır. Elektroliz sonucunda çöktürülen kimyasalın kütlesi sadece elektrolit aracılığıyla geçen elektrik miktarına orantılı değildir, aynı zamanda başka faktörlere de bağlıdır. Her madde kendine özgü atom ağırlığına sahip olacaktır. Bu nedenle, aynı sayıda atom için farklı maddeler farklı kütleye sahip olacaktır.

Tekrar, elektrotlara çöktürülen atom sayısı, valanslarına bağlıdır. Valans daha fazla olduğunda, aynı miktarda elektrik için çöktürülen atom sayısı azalırken, valans daha az olduğunda, aynı miktarda elektrik için çöktürülen atom sayısı artar.

Bu nedenle, aynı miktarda elektrik veya yük farklı elektrolitler aracılığıyla geçtiğinde, çöktürülen kimyasalın kütlesi, atom ağırlığına orantılı ve valansa ters orantılıdır.

Faraday'nın elektrolizin ikinci yasası, aynı miktarda elektrik birkaç elektrolit aracılığıyla geçirildiğinde, çöktürülen maddelerin kütlesi, kendi kimyasal eşdeğerlerine veya eş değer ağırlıklarına orantılı olduğunu belirtir.

Kimyasal Eşdeğer veya Eş Değer Ağırlık

Bir maddenin kimyasal eşdeğeri veya eş değer ağırlığı, Faraday'nın elektroliz yasaları ile belirlenebilir ve bir hidrojen birimiyle reaksiyona girebilecek veya yer değiştirebilecek hâlinin ağırlığı olarak tanımlanır.

Hidrojenin kimyasal eşdeğeri, bu nedenle, birliktir. Maddesinin valansının, değiştirilebileceği veya reaksiyona girebileceği hidrojen atomlarının sayısına eşit olması nedeniyle, bir maddenin kimyasal eşdeğeri, atom ağırlığının valansa oranı olarak tanımlanabilir.

Faraday’s Laws of Electrolysis’i Kim Buldu?

Faraday'nın Elektroliz Yasaları, Michael Faraday tarafından 1834 yılında yayınlandı. Michael Faraday ayrıca sorumluydu

Bu elektroliz yasalarını keşfetmenin yanı sıra, Michael Faraday ayrıca elektrot, iyon, anot ve katot gibi terimleri yaygınlaştırmakla da sorumluydu.

Açıklama: Orijinali saygıya değer, iyi makaleler paylaşılacak, bu durumda sağlama olursa lütfen silme için iletişim kurun.