Закони Фарадея

У 30-х роках ХІХ століття англійський фізик Майкл Фарадей кількісно описав процеси, що протікають на електродах при електролізі. Він сформулював закони,які носять його ім’я.

Перший закон Фарадея

Маса речовини, що виділяється на електроді, прямо пропорційна силі струму і часу, тобто кількості електрики, що пройшла через електроліт.

Другий закон Фарадея

При електролізі різних хімічних сполук однакові кількості електрики виділяють на електродах маси речовин, пропорційні їх  хімічним еквівалентам.

Для перетворення одного еквівалента речовини потрібно пропустити через електролізер 96500 Кл електрики. Ця кількість електрики називається числом Фарадея і позначається літерою F.

з-н ФАРАДЕЯ

Ці два закони можна об’єднати в одному рівнянні:

Закон Фарадея

де   m — маса речовини, що  виділилася на електроді, г;

F — число Фарадея (F = 96500 Кл/моль);

I — сила струму, А;

t — час, с;

Mекв. — молярна маса еквівалента речовини, г/моль, яку можна обчислити за формулою

молярна маса еквівалента
де   M. — молярна маса речовини, г/моль;

n(ē) — кількість електронів, що бере участь у процесах окиснення чи відновлення 1 моль речовини.

Для обчислення об’єму газу, що виділився на електроді використовують формулу

закон Фарадея об-м де Vm екв. — молярний об’єм газу, л/моль, який можна обчислити за формулою

молярний об екв

де   Vm. — молярний об’єм речовини, л/моль;

n(ē) — кількість електронів, що бере участь у процесах окиснення чи відновлення 1 моль речовини.

.

Задача № 1.

Визначте масу ртуті, що виділилася під час пропускання постійного електричного струму силою 5 А через розчин меркурій(ІІ) хлориду протягом однієї години.

задача електроліз 1

 

Відповідь: m(Hg) = 18,75 г. 

Задача № 2.

Визначте силу струму, при якій  з розчину аргентум нітрату можна отримати 27 г срібла за 10 хвилин.

електроліз задача 2

Відповідь. I = 40 А.

Задача № 3.

За який час на аноді виділиться 7 л кисню (н.у.) при пропусканні електричого струму силою 6 А через розплав калій гідроксиду.

задача електроліз 3

 

Відповідь: τ = 5 год 35 хв.

Задача № 4.

При проходженні через розчин  солі двовалентного металу протягом 2 годин  електричного струму силою в 3 А протягом 2 годин  на катоді виділилось 11,86 г металу. Визначте цей метал.