Законы Фарадея электролиза (первые и второй), количество электричества и эквивалентный вес
Законы Фарадея используются для расчета количества электричества, которое течет в растворе, и количества материала, высвобождаемого на электродах, Фарадей вывел соотношение между количеством электричества, которое течет в растворе, и количеством материала, высвобождаемого на электродах, он резюмировал это соотношение в два закона относились к его имени.
Первый закон Фарадея
Количество материала (газа или твердого вещества), образующегося или потребляемого на любом электроде, прямо пропорционально количеству электричества, которое проходит в электролизере (растворе или расплаве), или количество отделенного вещества, производимого при прохождении электрического тока , прямо пропорционально количество электричества, проходящего через раствор или расплав, m ∝ Q, m — количество выделенного вещества (ppt., выделившееся, растворенное), Q — количество электричества .
Проверьте Первый закон Фарадея, пропустив разные количества электричества в один и тот же раствор и вычислив отношение масс образовавшихся материалов на катоде или растворенных на аноде, и сравнив эти отношения пропущенных количеств электричества.
Эксперимент по проверке первого закона Фарадея
Передайте разные количества электричества в одном растворе, которое можно рассчитать следующим образом: количество электричества (C) = интенсивность (A) × время (с), Q = I × t, Q — количество электричества, измеренное в кулонах, I — сила электрического тока, измеряется в амперах, t — время, измеряется в секундах.
Запишите массу, образовавшуюся на катоде, для каждого количества электричества, сравните между массами, образовавшимися на катоде, и количеством использованного электричества.
Наблюдение: увеличивая массу вещества на катоде за счет увеличения количества электричества, проходящего через раствор, мы находим, что m ∝ Q.
Вывод: количество материала, образующегося или потребляемого на любом электроде, прямо пропорционально количеству электричества, которое проходит в электролизере (растворе или расплаве), что называется Первым законом Фарадея.
Второй закон Фарадея
Массы различных материалов, образованных или потребляемых одним и тем же количеством электричества, которое проходит в разных электролитах, соединенных последовательно, пропорциональны их эквивалентным массам, Масса ∝ Эквивалентный вес.
(Масса первого элемента / масса второго элемента) = (Эквивалентная масса первого элемента / эквивалентная масса второго элемента)
Эквивалентная масса вещества в граммах — это масса вещества, которое может терять или приобретать один моль электронов во время химической реакции.
Эквивалентная масса в граммах = атомная масса в граммах / количество зарядов на элементе.
Проверить второй закон Фарадея
Пропустите одинаковое количество электричества в разных группах растворов (нитрат серебра, сульфат меди (II) и хлорид алюминия), запишите массы, образовавшиеся на катоде, сравните соотношение масс каждой ячейки и соотношение их эквивалентных масс.
Наблюдение: массы образующихся материалов на катоде в ячейках из алюминия, меди и серебра соответственно пропорциональны их эквивалентным массам.
Равенство переданного электричества в кулонах равно результату умножения использованной силы тока (в амперах) на время (в секундах), через которое прошел ток.
Количество электричества (кулон) = сила тока (ампер) × время (секунды)
Кулон — это количество электричества, произведенное, когда ток в 1 ампер проходит через проводник в течение одной секунды, «ампер.секунда», или это количество электричества, необходимое для осаждения 1,118 миллиграмма серебра или 0,001118 грамма серебра.
Ампер : «единица силы тока». Это сила тока, которая проходит за одну секунду в растворе AgNO 3 и осаждает 1,118 миллиграмма серебра.
Соотношение между количеством электроэнергии и эквивалентным весом
Практически один кулон приведет к осаждению 0,001118 грамма серебра из раствора ионов серебра (одновалентного).
При прохождении 1 ° C в растворе AgNO 3 → 0,001118 г осаждения Ag
При пропускании 1 F в растворе AgNO 3 → 107,88 грамма Ag в граммах эквивалентной массы выпадают в осадок.
Итак, 1 F = 96500 кулонов, Фарадей — это количество тока, необходимое для депонирования или растворения граммов эквивалентной массы любого элемента, оно равно 96500 C, или Фарадей — это количество электричества, необходимое для разделения эквивалентного веса любого элемента.
Общий закон электролиза: когда один Фарадея (1 F) (96500 C) проходит через электролит, это приведет к растворению, выделению или отложению эквивалентной массы вещества любого электрода.
Эквивалентная масса в граммах = Атомная масса / валентность
Количество электричества = сила тока × время
Масса (грамм) = (Количество электричества (кулон) × эквивалентная масса) / 96500
Масса (грамм) = Количество электричества (Фарадея) × эквивалентная масса
Число Фарадея, необходимое для осаждения одного грамма атома металла, является числом зарядов (степенью окисления).