Định luật điện phân Faraday

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Định luật điện phân Faraday là một định luật điện phân cơ bản do Michael Faraday đưa ra năm 1833.[1] Định luật này chỉ ra rằng khối lượng m của chất bị phân li tỉ lệ thuận với điện lượng q chuyển qua chất điện phân (định luật F thứ nhất) và với đương lượng hoá học A (xt. Đương lượng hóa học) của chất (định luật F thứ 2). Định luật F được biểu thị bằng phương trình: m=A.q/F

trong đó, F là hằng số [nếu m tính bằng g; q tính bằng culông (C) thì F = 96.521,9 C]; K=A/F là đương lượng điện hoá. Định luật được Farađây M. (M. Faraday) xác minh bằng thực nghiệm (1833 - 34).

Công thức[sửa | sửa mã nguồn]

Định luật Faraday tóm tắt bằng công thức:

m \ = \ \left({ Q \over F }\right)\left({ M \over z }\right)

trong đó

m khối lượng của chất bị phân li
Q điện lượng chuyển qua chất điện phân
F = 96,485 C mol−1 là hằng số Faraday
M là khối lượng mol của chất tham gia điện phân
z là số đương lượng của các ion của chất điện phân

Chú ý M / ztrọng lượng tương đương của chất bị phân giải.

Theo định luật Faraday thứ nhất, M, F, và z là số bất biến, Q tỉ lệ thuận với m.

Theo định luật Faraday thứ nhì, Q, F, và z là số bất biến, M / z (trọng lương tương đương) tỉ lệ thuận với m.

Trong trường hợp đơn giảm, dòng điện điện phân (I) không đổi,  Q = I t thì

m \ = \ \left({ I t\over F }\right)\left({ M \over z }\right)

n \ = \ \left({ I t\over F }\right)\left({ 1 \over z }\right)

với

n là số mol chất bị thay thế: n = m / M
t là tổng thời gian cho dòng điện không đổi chạy qua.

Trong trường hợp phức tạp hơn nếu dòng điện biến thiên, tổng Q là tích phân của dòng điện I(\tau)theo thời gian \tau:

 Q = \int_0^t I(\tau) \ d \tau

Với t là tổng thời gian điện phân. I(\tau) là một hàm dòng điện phụ thuộc thời gian, \tau.[2]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  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. Bibcode:1954JChEd..31..226E. doi:10.1021/ed031p226. 
  2. ^ For a similar treatment, see Strong, F. C. (1961). “Faraday's Laws in One Equation”. Journal of Chemical Education 38: 98.