Undang-undang pertama dan kedua Faraday

elektrolit sentiasa mempunyai sejumlah ion dengan tanda-tanda "tambah" dan "tolak", yang disediakan dengan memberi tindak balas molekul bahan terlarut dengan pelarut. Apabila ia berlaku dalam bidang elektrik, ion mula bergerak ke elektrod, tergesa-gesa positif ke arah katod, negatif - untuk anod. Setelah mencapai elektrod, ion memberi mereka caj mereka ditukar kepada atom neutral dan disimpan di elektrod. ion yang lebih sesuai untuk elektrod, lebih besar akan ditangguhkan bagi bahan.

Ini adalah kesimpulan yang kita boleh datang dan empiris. Lulus semasa melalui larutan akueus kuprum sulfat , dan mau merayakan pembebasan tembaga pada katod karbon. Kami mendapati bahawa itu dilindungi pertama kalinya dengan lapisan tembaga hampir tidak ketara, maka sebagai jalur lebar semasa akan mempersembahkan lebih dan oleh laluan berpanjangan semasa boleh didapati di karbon elektrod lapisan ketebalan besar tembaga, yang mudah untuk solder, sebagai contoh, wayar tembaga.

Fenomena bahan pengasingan pada elektrod manakala lulus semasa melalui elektrolit dipanggil elektrolisis.

Melalui pelbagai arus elektrolisis yang berbeza dan berhati-hati mengukur jisim bahan yang dikeluarkan pada elektrod setiap elektrolit, di Bahasa Inggeris fizik Faraday dalam 1833 - 1834 tahun. Saya membuka dua Undang-undang untuk elektrolisis.

undang-undang pertama Faraday menetapkan hubungan antara jisim bahan dibebaskan oleh elektrolisis dan nilai pertuduhan yang telah diluluskan melalui elektrolit.

Undang-undang ini dirumuskan seperti berikut: jisim bahan yang telah diperuntukkan semasa elektrolisis, pada setiap elektrod adalah berkadar terus dengan jumlah bayaran yang telah diluluskan melalui elektrolit:

m = kq,

di mana m - jisim bahan yang terpencil, q - Caj.

Nilai k - elektrohimicheskimy bahan setara. Ia adalah khas bagi setiap bahan yang dikeluarkan semasa elektrolit.

Jika anda mengambil formula q = 1 loket, kemudian k = m, iaitu bersamaan elektrokimia bahan itu kepada berangka sama dengan berat bahan dipilih daripada elektrolit dengan melepaskan pertuduhan satu loket.

Menyatakan dalam formula melalui saya semasa caj dan masa t, kita peroleh:

m = Kit.

Undang-undang pertama Faraday disemak pada pengalaman seperti berikut. Lulus semasa melalui elektrolit A, B dan C. Jika mereka adalah sama, maka jisim bahan yang dipilih dalam A, B dan C akan dianggap sebagai arus I, I1, I2. Bilangan bahan-bahan yang dipilih di A, adalah sama dengan jumlah isi padu diperuntukkan kepada B dan C, sejak I = I1 semasa + I2.

undang-undang kedua Faraday menetapkan pergantungan bersamaan elektrokimia berat badan dan valens atom bahan dan dirumuskan seperti berikut: bersamaan elektrokimia bahan akan berkadar dengan berat atom mereka, dan berkadar songsang dengan valensi itu.

Nisbah berat atom bahan itu kepada valens yang dipanggil kimia bahan setara. Memasukkan nilai ini, undang-undang kedua Faraday boleh dirumuskan berbeza: bersamaan elektrokimia bahan adalah berkadar dengan persamaan kimia mereka sendiri.

Biarkan setara Elektrokimia bahan yang berbeza masing-masing k1 dan k2, k3, ..., kn, setara kimia yang sama bahan-bahan yang sama x1 dan x2, X23, ..., xn, kemudian k1 / k2 = x1 / x2, atau k1 / x1 = k2 / x2 = k3 / x3 = ... = kn / xn.

Dalam erti kata lain, nisbah bersamaan elektrokimia bahan itu kepada jumlah bahan yang sama adalah malar untuk semua bahan-bahan yang mempunyai nilai yang sama:

k / x = c.

Ia mengikuti bahawa nisbah k / x adalah malar untuk semua bahan-bahan:

k / x = c = 0, 01.036 (meq) / k.

nilai menunjukkan kepada berapa miligram setara bahan pada elektrod dilepaskan semasa laluan melalui elektrolit cas elektrik, sama dengan 1 coulomb. Undang-undang Kedua Faraday diwakili oleh formula:

k = cx.

Menggantikan Ungkapan ini untuk k dalam undang-undang pertama Faraday, kedua-duanya boleh digabungkan ke dalam ungkapan tunggal:

m = kq = cxq = cxIt,

di mana c - berterusan sejagat 0 00001036 (eq) / k.

Formula ini menunjukkan bahawa dengan melepaskan semasa yang sama untuk tempoh masa yang sama dalam dua elektrolit yang berbeza, kita mengasingkan kedua-dua kuantiti bahan elektrolit berkaitan setara sebagai kimia itu.

Sejak x = A / n, maka kita boleh menulis:

m = CA / Nit,

iaitu, jisim bahan dipilih pada elektrod semasa elektrolisis sebagai berkadar terus dengan yang berat atom, semasa, masa, dan berkadar songsang dengan valensi tersebut.

Undang-undang Kedua Faraday untuk elektrolisis, dan juga sebagai yang pertama, berikut secara langsung dari sifat arus ion dalam penyelesaian.

Hukum Faraday, Lenz, serta banyak ahli fizik terkemuka lain memainkan peranan yang besar dalam sejarah dan pembangunan fizik.