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]

A törvények ismertetése[szerkesztés]

A törvényeknek különböző változatait megtalálhatjuk könyvekben és tudományos folyóiratokban. A legáltalánosabb szövegezések talán az alábbiak:

Faraday első elektrolízis-törvénye: Az elektrolízis során az elektródokon képződő anyag tömege (m) arányos az áthaladó elektromos töltésmennyiséggel (Q). Az elektromos töltésmennyiséget általában coulomb-ban szokás megadni, és nem azonos az elektromos árammal.
Faraday második elektrolízis-törvénye: Adott elektromos töltésmennyiséggel elektrolizált anyag mennyisége arányos az anyag kémiai egyenértéksúlyával. Más szavakkal: azonos töltésmennyiség különböző elektrolitokból kémiailag egyenértékű anyagmennyiséget választ ki.

Matematikai formulák[szerkesztés]

Faraday két törvénye összefoglalható egyetlen képlettel:

ahol

az elektrolízis során képződő anyag tömege
az elektromos töltésmennyiség
= 96 485 C/mol a Faraday-állandó
az anyag moláris tömege
az oxidációsszám változása

Megjegyzés: az anyag kémiai egyenértéksúlya.

Faraday első törtvényében az , az és konstansok, tehát minél nagyobb a értéke, annál több anyag fog képződni ().

Faraday második törvényében a , az és konstansok, tehát minél nagyobb az (kémiai egyenértéksúly), annál több anyag fog képződni ().

Egyenáramú elektrolízis esetén , amelyből következik, hogy

amelyből következi, hogy

ahol

a képződő anyagmennyiség mólban kifejezve:
a teljes idő, ameddig az egyenáramot alkalmaztuk.

A bonyolultabb, változó elektromos áram esetén az elektromos töltésmennyiség () az elektromos áram () idő () szerinti integrálja:

Ahol az elektrolízis teljes ideje. Megjegyzés: a zárójel az () képletben nem szorzást jelent, hanem az áram az egy idő () szerinti függvény.[2]

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. 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.