Faraday elektrolízis-törvényei
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 grammokban.
- 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]
Ötvözetekre
,
ahol a tömegtört.
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.
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ 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.
- ↑ Litz J.: Fizika II. Termodinamika és molekuláris fizika - Elektromosság és mágnesesség, Nemzeti Tankönyvkiadó, 2005 ISBN 9631954463
- ↑ 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]Fordítás
[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. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.