У 1833 р М. Фарадей встановив:
Маса речовини, що виділяється при проходженні електричного струму в електролітах на аноді або катоді, прямо пропорційна заряду, який при цьому переноситься іонами через електроліт:
де m - маса речовини, кг; q - заряд, Кл.
Коефіцієнт пропорційності k = m / q називається електрохімічним еквівалентом даної речовини.
Електрохімічний еквівалентвещества показує, яка маса речовини в кілограмах виділяється на електроді при проходженні струму, що переносить заряд, рівний одному кулона:
Якщо мати на увазі, що при постійному струмі в ланцюзі q = Iδt, де I - сила струму (ампер), а δt - час проходження струму (секунд), то закон Фарадея можна записати у вигляді
Виходячи із сучасних уявлень, закон для електролізу можна встановити теоретично. Нехай за час δt через електроліт переноситься заряд q. Заряд одного іона q0i = ne, де n - валентність іона, а e - значення елементарного електричного заряду. Отже, q = neNi, де Ni - кількість іонів, які досягли електрода.
З іншого боку, маса речовини, що виділяється на електроді m = m0iNi. де m0i - маса іона, яка може бути визначена по молярної маси речовини M і постійної Авогадро NA:
що також є законом Фарадея для електролізу. Отже, електрохімічний еквівалент речовини
де всі величини для даної речовини є постійними.
В останній формулі значення елементарного заряду e і постійна Авогадро однакові для всіх речовин. Їх твір назвали постійної Фарадея:
Значення постійної Фарадея:
F = 1,6 • 10 -19 Кл • 6,023 • 10 23 моль -1 = -9,65 • 10 4 Кл / моль.
що і є другим законом для електролізу.
Другий закон електролізу. Електрохімічні еквіваленти речовин прямо пропорційні масам їх молей і обернено пропорційні їх валентності.
Щоб зручно було вирішувати багато завдань, обидва закони можна об'єднати в одному вираженні (об'єднаний закон електролізу):
На цій сторінці матеріал за темами: