První a druhý zákon Faraday

Elektrolyt má vždy určité množství iontů se známkami „plus“ a „mínus“, připraveného reakcí molekul rozpuštěných látek s rozpouštědlem. Když se vyskytuje v elektrickém poli, ionty začnou pohybovat k elektrodám, kladné spěchu ke katodě, negativní - na anodě. Po dosažení elektrody, ionty dát jim jejich poplatky jsou převedeny do neutrálních atomů a jsou uloženy na elektrodách. Čím více jsou vhodné ionty na elektrody, bude tím větší bude odloženo pro látky.

To je závěr můžeme přijít i empiricky. Průchodem proudu vodného roztoku síranu měďnatého , a bude pozorovat uvolňování mědi na uhlíkové katodě. Zjistili jsme, že je nejprve pokryt vrstvou mědi sotva znatelný, pak jako aktuální šířka pásma bude ji zvýšit, a prodlouženým průchodem proudu je k dispozici v uhlíkové elektrody značnou tloušťkou vrstvy mědi, který se snadno pájky, například měděný drát.

Fenomén izolačního materiálu na elektrodách, zatímco proud procházející elektrolytem se nazývá elektrolýza.

Procházejí různými elektrolýzy proudů a pečlivě měření hmotnosti látky uvolněné na elektrodách každého z elektrolytu, anglický fyzik Faraday v roce 1833 - 1834 let. Otevřel jsem dvě zákon pro elektrolýzu.

Prvního Faradayova zákona vytváří vztah mezi hmotností látky osvobozené elektrolýzou a hodnotou nabití, který prošel elektrolytem.

Tento zákon je formulován následovně: hmotnost látky, která byla přidělena během elektrolýzy, na každé elektrody je přímo úměrná množství náboje, který prošel elektrolytem:

m = KQ,

kde m - hmotnost materiálu, který byl izolován, q - poplatek.

Hodnota k - elektrohimicheskimy ekvivalentní látka. To je typické pro každou látku uvolněné během elektrolytu.

Pokud si vzít vzorec Q = 1 přívěsek, pak k = m, tedy elektrochemický ekvivalent látky, která má být číselně roven hmotnosti látky vybrané z elektrolytu průchodem náboj v jedné přívěsek.

Vyjádření ve vzorci přes nabíjecí proud I a čase t, získáme:

m = Kit.

První zákon Faraday kontroluje na základě zkušeností takto. Průchodem proudu elektrolytů A, B a C. V případě, že jsou totožné, hmotnost vybrané látky v A, B a C, se pohlíží jako na proudy I, I1, I2. Počet látek vybraných v A, se rovná součtu objemů přidělených B a C, protože proud I = I1 + I2.

Druhého Faradayův zákon stanovuje závislost elektrochemického ekvivalentu atomové hmotnosti a valenční látky a formulovat následovně: elektrochemický ekvivalent látky bude úměrná jejich atomové hmotnosti a nepřímo úměrná jeho mocenství.

Poměr atomové hmotnosti látky na jeho valence nazývá chemické ekvivalentní látka. Zadání této hodnoty druhého Faradayova zákona mohou být formulovány odlišně: elektrochemický ekvivalent látky jsou úměrné jejich vlastních chemických ekvivalentů.

Nechť Elektrochemické ekvivalenty různých látek jsou v tomto pořadí k1 a k2, k3, ..., kn, chemické stejné ekvivalenty stejných látek X1 a X2, X23, ..., xn, pak k1 / k2 = x1 / X2 a k1 / x1 = k2 / x2 = k3 / x3 = ... = kn / xn.

Jinými slovy, poměr elektrochemického ekvivalentu látky k množství stejné látky je konstantní pro všechny látky, které mají stejnou hodnotu:

k / x = c.

Z toho vyplývá, že poměr K / x je konstantní pro všechny látky:

k / x = c = 0, 01036 (meq) / k.

Hodnota udává, kolik miligramů ekvivalenty těchto látek na elektrodách se uvolňuje při průchodu elektrolytu elektrického náboje, která se rovná 1 coulomb. Druhý zákon Faraday reprezentován obecným vzorcem:

k = cx.

Dosazením tohoto výrazu pro k v prvního zákona Faraday, dva mohou být kombinovány do jednoho výrazu:

m = KQ = cxq = cxIt,

kde c - univerzální konstanta 0 00001036 (eq) / k.

Tato rovnice ukazuje, že při průchodu stejný proud za stejné časové období ve dvou různých elektrolytu jsme oddělit jak množství látek, elektrolytů, které se týkají této sloučeniny, jak chemické ekvivalenty.

Vzhledem k tomu, x = A / N, pak můžeme psát:

m = Ca / NIT

to znamená, že množství látky vybrané na elektrodách během elektrolýzy je přímo úměrná jeho atomové hmotnosti, aktuální, čas, a nepřímo úměrná valenci.

Druhý zákon Faraday elektrolýze, stejně jako první, přímo vyplývá z povahy proudu iontů v roztoku.

Faradayova zákona, Lenz, stejně jako mnoho dalších významných fyziků hraje obrovskou roli v historii a vývoj fyziky.