ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА
Между количеством электричества, потребляемом при электролизе, и массой вещества, выделяющегося на электроде, имеется зависимость, открытая в 1833 г. английским физиком Фарадеем.
Масса вещества, выделившегося на электроде при электролизе, пропорциональна количеству -электричества, которое прошло через электролит:
m = Aeq
где m — масса вещества; Ae — коэффициент пропорциональности, называемый электрохимической эквивалентной массой;q — количество электричества.
Этот закон электролиза называется первым законом Фарадея.
Если массу вещества выразить в миллиграммах (мг), количество электричества — в кулонах (Кл), то единицей электрохимической эквивалентной массы Ae, будет мг/Кл.
Поскольку количество электричества q(Кл) есть произведение силы электрического тока I (в амперах, А) на продолжительность электролиза t (с), т.е. q = It, первый закон Фарадея можно представить в виде: т = Ае/t
Электрохимическая эквивалентная масса Ae,представляет собой константу для каждого вещества в конкретной электрохимической реакции.
Электрохимическая эквивалентная масса есть отношение массы вещества, выделившейся при электролизе, к затраченному количеству электричества:
Ae = m /q
Фарадеем установлена также взаимосвязь между количествами различных веществ, выделяемыми на электродах с помощью одинакового количества электричества.
Количества двух различных веществ, которые выделяются на электродах с помощью одинакового количества электричества, обратно пропорциональны эквивалентным числам этих веществ:
nA/nB=zB/zA
где nA и nB — количества веществ А и В, выделенные на электродах; zA и zB — эквивалентные числа веществ А и В в электрохимических реакциях.
Этот закон электролиза известен как второй закон Фарадея.
Практически удобнее использовать второй закон Фарадея, если ввести эквивалентные количества веществ пeq.
При расходе одного и того же количества электричества на электродах выделяются одинаковые эквивалентные количества различных веществ:
пeqA = пeqB.
В такой формулировке второй закон Фарадея является следствием закона эквивалентов для электрохимических реакций.
П р и м е р. Эквивалентные количества меди и серебра, выделяемые в ре-вультате элек
Исходя из определения эквивалентной массы, уравнение второго закона Фарадея можно записать в виде:
Meq = M/z, тогда mA/mB = MeqA/ MeqB
Массы двух веществ, которые выделяются на электродах при потреблении одинакового количества электричества, прямо пропорциональны эквивалентным массам этих веществ.
Как следует из законов электролиза, количество электричества, необходимое для разрядки эквивалентного количества любого вещества 1моль, одно в то же оно соответствует 1 моль элементарных электрических зарядов. Это количество электричества — универсальная физико-химическая величина, называемая постоянной ФарадеяF. Ее значение:
F= 9,648456 • 104 Кл/моль
Числовое значение постоянной Fназывают числом Фарадея.
Из определения постоянной Фарадея вытекает, что ее отношение к постоянной Авогадро соответствует значению элементарного электрического заряда: F/NA= e =1,6021 Кл.
Электрохимическая эквивалентная масса вещества Аезависит от электрохимической реакции и определяется как отношение: Ае =M/zF= Meq/F.
Объединив все предыдущие уравнения, можно записать:
m = MIt / (zF)
По этому уравнению проводятся все расчеты, основанные на законах электролиза.
Дата добавления: 2015-05-13; просмотров: 2297;