Pertama dan kedua hukum Faraday

elektrolit selalu memiliki sejumlah ion dengan tanda-tanda "plus" dan "minus", dibuat dengan mereaksikan molekul zat terlarut dengan pelarut. Ketika terjadi dalam medan listrik, ion mulai bergerak ke elektroda, terburu-buru positif terhadap katoda, negatif - ke anoda. Setelah mencapai elektroda, ion memberi mereka biaya mereka diubah menjadi atom netral dan disimpan pada elektroda. Ion-ion lebih cocok untuk elektroda, semakin besar akan ditunda untuk zat.

Ini adalah kesimpulan kita dapat datang dan secara empiris. Melewati arus melalui larutan tembaga sulfat , dan akan mengamati rilis tembaga pada katoda karbon. Kita menemukan bahwa itu pertama ditutup dengan lapisan tembaga hampir tak terlihat, maka sebagai bandwidth saat ini akan meningkat, dan dengan berlalunya lama saat ini tersedia di elektroda karbon yang cukup ketebalan lapisan tembaga, yang mudah untuk solder, misalnya, kawat tembaga.

Fenomena bahan isolasi pada elektroda sementara arus yang melalui elektrolit disebut elektrolisis.

Melewati berbagai arus elektrolisis yang berbeda dan hati-hati mengukur massa sebuah zat yang dilepaskan pada elektroda dari masing-masing elektrolit, Inggris fisikawan Faraday di 1833 - 1834 tahun. Aku membuka dua Hukum untuk elektrolisis.

Hukum pertama Faraday menetapkan hubungan antara massa zat dibebaskan oleh elektrolisis dan nilai biaya yang telah melewati elektrolit.

Hukum ini dirumuskan sebagai berikut: massa zat yang dialokasikan selama elektrolisis, di masing-masing elektroda berbanding lurus dengan jumlah muatan yang telah melewati elektrolit:

m = kq,

di mana m - massa bahan yang diisolasi, q - biaya.

Nilai k - elektrohimicheskimy substansi setara. Hal ini khas untuk setiap zat yang dilepaskan selama elektrolit.

Jika Anda mengambil rumus q = 1 liontin, maka k = m, yaitu elektrokimia setara bahan bersifat numerik sama dengan berat zat yang dipilih dari elektrolit dengan melewati muatan dalam satu liontin.

Mengekspresikan dalam formula melalui muatan arus I dan waktu t, kita memperoleh:

m = KIT.

Hukum pertama Faraday diperiksa pada pengalaman sebagai berikut. Melewati arus melalui elektrolit A, B dan C. Jika mereka identik, maka massa zat yang dipilih dalam A, B dan C akan diperlakukan sebagai arus I, I1, I2. Jumlah zat yang dipilih dalam A, sama dengan jumlah volume yang dialokasikan untuk B dan C, karena I = I1 saat ini + I2.

Hukum kedua Faraday menetapkan ketergantungan dari elektrokimia setara dengan atom berat badan dan valensi substansi dan dirumuskan sebagai berikut: elektrokimia setara dengan substansi akan sebanding dengan berat atom mereka, dan berbanding terbalik dengan valensi nya.

Rasio berat atom dari zat valensi yang disebut kimia setara substansi. Memasuki nilai ini, hukum kedua Faraday dapat dirumuskan secara berbeda: elektrokimia setara dengan substansi yang sebanding dengan setara kimia mereka sendiri.

Mari setara elektrokimia zat yang berbeda yang masing-masing k1 dan k2, k3, ..., kn, kimia setara sama dari zat x1 sama dan x2, x23, ..., xn, maka k1 / k2 = x1 / x2, atau k1 / x1 = k2 / x2 = k3 / x3 = ... = kn / xn.

Dengan kata lain, rasio elektrokimia setara dengan substansi dengan jumlah substansi yang sama adalah konstan untuk semua zat yang memiliki nilai yang sama:

k / x = c.

Ini mengikuti bahwa rasio k / x adalah konstan untuk semua zat:

k / x = c = 0, 01.036 (meq) / k.

Nilai ini menunjukkan berapa banyak miligram setara zat pada elektroda dilepaskan selama perjalanan melalui elektrolit muatan listrik, sama dengan 1 coulomb. Kedua hukum Faraday diwakili oleh rumus:

k = cx.

Mengganti ungkapan ini untuk k dalam hukum pertama Faraday, dua dapat dikombinasikan menjadi ekspresi tunggal:

m = kq = cxq = cxIt,

di mana c - konstanta universal 0 00001036 (eq) / k.

Formula ini menunjukkan bahwa dengan melewati arus yang sama untuk periode waktu yang sama dalam dua elektrolit yang berbeda, kami memisahkan kuantitas zat elektrolit yang berkaitan setara sebagai kimia tersebut.

Sejak x = A / n, maka kita bisa menulis:

m = cA / nit,

yaitu, massa zat yang dipilih pada elektroda selama elektrolisis untuk menjadi berbanding lurus dengan yang berat atom, saat ini, waktu, dan berbanding terbalik dengan valensi tersebut.

Hukum kedua Faraday untuk elektrolisis, serta yang pertama, berikut langsung dari sifat arus ion dalam larutan.

hukum Faraday, Lenz, serta banyak fisikawan terkemuka lainnya memainkan peran besar dalam sejarah dan perkembangan fisika.