Faraday elektrolízis-törvényei

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Michael Faraday, by Thomas Phillips c1841-1842

Faraday elektrolízis-törvényei mennyiségi összefüggések, amelyek Michael Faraday 1834-ben publikált elektrokémiai kutatásain alapulnak.[1]

Általános megfogalmazás[szerkesztés]

Az elektrolízis Faraday-féle törvénye az alábbiak szerint megadja, hogy milyen kapcsolat van az elektrolízis során az elektródákon kiváló anyag mennyisége és az elektroliton áthaladó elektromos töltésmennyiség között, illetve ezt a kapcsolatot hogyan befolyásolja az adott közeg anyagi minősége (a moláris tömeg, az ion töltésszáma).[2] Az összefüggés szerint:

, ahol

az elektrolízis során képződő anyag tömege
az elektromos töltésmennyiség (mértékegysége: coulomb)
= 96 485 C/mol a Faraday-állandó
az anyag moláris tömege
az oxidációs szám változása

Egyenáramú elektrolízis esetén a idő alatt átáramló töltésmennyiség az áramerősség () és az idő szorzata: , így

.

A képződő anyagmennyiség mólban kifejezve: , tehát:

.

Időben változó elektromos áram esetén az elektromos töltésmennyiség az elektromos áram idő szerinti integrálja:

,

ahol az elektrolízis teljes ideje, az () pedig az elektromos áram idő szerinti függvénye.[3]

A törvény szemléletes jelentése[szerkesztés]

Az elektrolízis Faraday-féle törvénye kétféle módon is szemléltethető.

Az úgynevezett első törvény (Faraday első elektrolízis-törvénye) szerint:

Az elektrolízis során az elektródokon képződő anyag tömege arányos az áthaladó elektromos töltésmennyiséggel. Eszerint mivel adott anyag eseten és konstansok, minél nagyobb a értéke, annál több anyag fog képződni ().

Faraday második elektrolízis-törvénye szerint adott elektromos töltésmennyiséggel elektrolizált anyag mennyisége arányos az anyag kémiai egyenértéksúlyával, ami . Ebben a megfogalmazásban a a konstans, tehát minél nagyobb az , annál több anyag fog képződni ().

Más szavakkal: azonos töltésmennyiség különböző elektrolitokból kémiailag egyenértékű anyagmennyiséget választ ki.

Források[szerkesztés]

  1. Ehl, Rosemary Gene, Ihde, Aaron (1954). „Faraday's Electrochemical Laws and the Determination of Equivalent Weights”. Journal of Chemical Education 31 (May), 226 – 232. o.  
  2. Litz J.: Fizika II. Termodinamika és molekuláris fizika - Elektromosság és mágnesesség, Nemzeti Tankönyvkiadó, 2005 ISBN 9631954463
  3. For a similar treatment, see Strong, F. C. (1961). „Faraday's Laws in One Equation”. Journal of Chemical Education 38, 98. o.  

További információk[szerkesztés]

  • Serway, Moses, and Moyer, Modern Physics, third edition (2005).

Kapcsolódó oldalak[szerkesztés]

Forrás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Faraday's laws of electrolysis című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.