قوانین الکترولیز فارادی

از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو

قوانین الکترولیز فارادی روابط کمی هستند بر اساس تحقیقات الکتروشیمیایی منتشر شده توسط مایکل فارادی در سال 1833. [1] [2] [3]

قانون اول

مایکل فارادی گزارش داد که توده () عناصری که در الکترود رسوب می کنند با بار آن نسبت مستقیم دارد (در آمپر ثانیه یا کولن ). [3]

در اینجا، ثابت تناسب معادل الکتروشیمیایی (ece) ماده نامیده می شود. بنابراین، ece را می توان به عنوان جرم ماده ته نشین شده/آزاد شده در واحد بار تعریف کرد.

قانون دوم

فارادی کشف کرد که وقتی به همان مقدار از جریان الکتریکی از طریق الکترولیت های مختلف / عناصر متصل در سری گذشت، جرم ماده آزاد / رسوب در الکترودها در گرم به طور مستقیم به معادل شیمیایی / خود متناسب است با وزن معادل (). [3] معلوم شد که این جرم مولی است () تقسیم بر ظرفیت ()

(از قانون اول)

مشتق

یک یون تک ظرفیتی برای تخلیه به 1 الکترون، یک یون دو ظرفیتی برای تخلیه به 2 الکترون و غیره نیاز دارد. بنابراین، اگر الکترون ها جریان دارند، اتم ها تخلیه می شوند.

بنابراین جرم تخلیه شد

جایی که است که عدد آووگادرو ، Q = XE ، واست ثابت فارادی .

فرم ریاضی

قوانین فارادی را می توان به صورت خلاصه کرد

جایی که جرم مولی ماده است (بر حسب گرم بر مول) و است ظرفیت از یونهای .

برای قانون اول فارادی، ، ، و ثابت هستند، به طوری که هر چه مقدار آن بزرگتر باشد m بزرگتر خواهد بود.

برای قانون دوم فارادی، ، ، و ثابت هستند، به طوری که هر چه مقدار آن بزرگتر باشد (وزن معادل) m بزرگتر خواهد بود.

در مورد ساده الکترولیز جریان ثابت ، منجر به

و سپس به

جایی که:

  • N است مقدار ماده ( "تعداد مول") آزاد: نفر M / M
  • t کل زمان اعمال جریان ثابت است.

برای آلیاژی که اجزای تشکیل دهنده آن ظرفیت های متفاوتی دارند، داریم

که در آن W من نشان دهنده کسر جرمی از من عنصر توریم.

در مورد پیچیده تر یک جریان الکتریکی متغیر، بار کل Q جریان الکتریکی I است () در طول زمان یکپارچه شده است :

در اینجا تی است کل زمان الکترولیز. [4]

همچنین ببینید

منابع

  1. فارادی، مایکل (1834). "در مورد تجزیه الکتریکی" . معاملات فلسفی انجمن سلطنتی . 124 : 77-122. doi : 10.1098/rstl.1834.0008 . S2CID  116224057 .
  2. ^ اهل، ژن رزماری؛ ایده، هارون (1954). "قوانین الکتروشیمیایی فارادی و تعیین وزنهای معادل". مجله آموزش شیمی . 31 (مه): 226-232. Bibcode : 1954JChEd..31..226E . doi : 10.1021/ed031p226 .
  3. ^ a b c "قوانین الکترولیز فارادی | شیمی" . دایره المعارف بریتانیکا . بازیابی شده در 01-09-2020 .
  4. ^ برای درمان مشابه، Strong، FC (1961) را ببینید. "قوانین فارادی در یک معادله". مجله آموزش شیمی . 38 (2): 98. Bibcode : 1961JChEd..38...98S . doi : 10.1021/ed038p98 .

ادامه مطلب