Főmenü megnyitása

Faraday elektrolízis-törvényei

(Faraday törvényei szócikkből átirányítva)
Michael Faraday, by Thomas Phillips c1841-1842

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

Általános megfogalmazásSzerkesztés

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 jelentéseSzerkesztés

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.

JegyzetekSzerkesztés

  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 információkSzerkesztés

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

Kapcsolódó oldalakSzerkesztés

FordításSzerkesztés