Перший і другий закон Фарадея

Перший і другий закон Фарадея


Закони Фарадея - це, по суті, основні принципи, згідно з якими проходить електроліз. Вони встановлюють зв 'язок між кількістю електрики і речовиною, що виділилася на електродах.

Перший закон Фарадея

Електроліз - це фізико-хімічний процес, який здійснюється в розчинах різних речовин за допомогою електродів (катода і анода). Існує безліч речовин, які хімічно розкладаються на складові при проходженні через їх розчин або розплав електричного струму. Вони називаються електролітами. До них належать багато кислот, солі та основи. Розрізняють сильні і слабкі електроліти, але це ділення умовно. У деяких випадках слабкі електроліти проявляють властивості сильних і навпаки.

При пропусканні струму через розчин або розплав електроліту на електродах осідають різні метали (у разі кислот просто виділяється водень). Використовуючи цю властивість, можна підрахувати масу виділеної речовини. Для подібних експериментів використовують розчин мідного купоросу. На вугільному катоді при пропусканні струму можна легко побачити червоний мідний осад. Різниця між значеннями його мас до і після експерименту і буде масою осілої міді. Вона залежить від кількості електрики, що пройшла через розчин.

Перший закон Фарадея можна сформулювати так: маса речовини m, що виділилася на катоді прямо пропорційна кількості електрики (електричному заряду q), що пройшов через розчин або розплав електроліту. Цей закон виражається формулою: m = KI = Kqt, де K - коефіцієнт пропорційності. Його називають електрохімічним еквівалентом речовини. Для кожної речовини він приймає різні значення. Він чисельно дорівнює масі речовини, що виділилася на електроді за 1 секунду при силі струму 1 ампер.

Другий закон Фарадея

У спеціальних таблицях можна переглянути значення електрохімічного еквівалента для різних речовин. Ви помітите, що ці значення суттєво відрізняються. Пояснення такій відмінності дав Фарадей. Виявилося, що електрохімічний еквівалент речовини прямо пропорційний його хімічному еквіваленту. Це твердження має назву другого закону Фарадея. Його істинність була підтверджена експериментально. Формула, що виражає другий закон Фарадея, виглядає так: K = M/F * n, де M - молярна маса, n - валентність. Ставлення молярної маси до валентності називається хімічним еквівалентом. Величина 1/F має одне і те ж значення для всіх речовин. F називається постійною Фарадея. Вона дорівнює 96,484 Кл/моль. Ця величина показує кількість електрики, яку потрібно пропустити через розчин або розплав електроліту, щоб на катоді осів один моль речовини. 1/F показує скільки моль речовини осяде на катоді при проходженні заряду в 1 Кл.