Фарадея постійні експериментальні аспекти, наприклад, використовує



The константа Фарадея це кількісна одиниця електроенергії, яка відповідає посиленню або втраті одного моля електронів на один електрод; і, отже, у розмірі 6,022 · 1023 електрони.

Ця константа також представлена ​​літерою F, що називається Фарадеєм. F дорівнює 96,485 кулонів / моль. З променів у бурхливому небі витягнуто уявлення про кількість електрики, що представляє собою F.

Кулон (c) визначається як величина заряду, що проходить через задану точку провідника, коли 1 ампер струму електричного струму протікає на секунду. Крім того, один ампер струму дорівнює одному кулону в секунду (с / с).

При наявності потоку 6,022 · 1023 електронами (число Авогадро) можна розрахувати кількість електричного заряду, якому вона відповідає. Як можна?

Знаючи заряд окремого електрона (1,602 · 10-19 кулон) і помножити його на NA, число Авогадро (F = Na · e-). В результаті отримують, як визначено на початку, 96,485,3365 С / моль е-, заокруглені зазвичай до 96,500С / моль.

Індекс

  • 1 Експериментальні аспекти константи Фарадея
    • 1.1 Майкл Фарадей
  • 2 Взаємозв'язок між молями електрона і константою Фарадея
  • 3 Чисельний приклад електролізу
  • 4 Закони Фарадея для електролізу
    • 4.1 Перший закон
    • 4.2 Другий закон
  • 5 Використовують при оцінці електрохімічного рівноважного потенціалу іона
  • 6 Посилання

Експериментальні аспекти константи Фарадея

Можна знати кількість молей електронів, які виробляються або споживаються в електроді, шляхом визначення кількості елемента, який осідає в катоді або в аноді під час електролізу.

Значення константи Фарадея отримували шляхом зважування кількості срібла, нанесеного при електролізі певним електричним струмом; зважування катода до і після електролізу. Крім того, якщо відома атомна маса елемента, можна розрахувати кількість молей металу, нанесеного на електрод..

Як відомо, співвідношення між кількістю молей металу, що осідає в катоді під час електролізу, і кількістю електронів, які передаються в процесі, - співвідношення між поданим електричним зарядом і числом, яке може бути встановлено. молей перенесених електронів.

Зазначене співвідношення дає постійне значення (96,485). Згодом це значення було названо, на честь англійського дослідника, константа Фарадея.

Майкл Фарадей

Майкл Фарадей, британський дослідник, народився 22 вересня 1791 року в Ньюінґоні. Він помер у Хемптоні 25 серпня 1867 року у віці 75 років..

Вивчав електромагнетизм і електрохімію. Його відкриття включають електромагнітну індукцію, діамагнетизм і електроліз.

Зв'язок між молями електрона і константа Фарадея

Три приклади, наведені нижче, ілюструють взаємозв'язок між електронами перенесених електронів і постійною Фарадеєм.

Na+ у водному розчині отримує електрон в катоді і 1 моль металевого Na осаджується, споживаючи 1 моль електронів, що відповідає навантаженню 96 500 кулонів (1 F).

Mg2+ у водному розчині він отримує два електрона в катоді і 1 моль металевого Mg осаджується, споживаючи 2 молі електронів, що відповідають навантаженню 2 × 96 500 кулонів (2 F).

Al3+ у водному розчині він отримує три електрона в катоді і 1 моль металевого Al, осідає, споживаючи 3 молей електронів, що відповідає заряду 3 × 96 500 кулонів (3 F).

Чисельний приклад електролізу

Розрахуйте масу міді (Cu), яка осідає в катоді під час процесу електролізу, при інтенсивності струму 2,5 ампер (С / с або А), що застосовується протягом 50 хвилин. Струм циркулює через розчин міді (II). Cu атомна маса = 63,5 г / моль.

Рівняння відновлення іонів міді (II) до металевої міді наступне:

Cu2+    +     2 e-=> Cu

На катоді на кожні 2 моли електронів, що еквівалентні 2 (9,65 · 10), осаджують 63,5 г Cu (атомна маса).4 кулон / моль). Тобто, 2 Фарадей.

У першій частині визначається кількість кулонів, що проходять через електролітичну комірку. 1 ампер дорівнює 1 кулону / секунду.

C = 50 хв х 60 с / хв х 2,5 С / с

7,5 х 103 C

Потім для розрахунку маси міді, нанесеної електричним струмом, що подає 7,5 х 103  Використовується константа Фарадея:

g Cu = 7,5 · 103C x 1 моль e-/ 9,65 · 104 C x 63,5 г Cu / 2 моль e-

2,47 г Cu

Закони Фарадея для електролізу

Перший закон

Маса речовини, нанесеного на електрод, прямо пропорційна кількості електроенергії, що передається електроду. Це прийняте твердження першого закону Фарадея, що існує, серед інших тверджень, наступне:

Кількість речовини, що зазнає окислення або відновлення на кожному електроді, прямо пропорційно кількості електрики, що проходить через камеру.

Перший закон Фарадея може бути виражений математично наступним чином:

m = (Q / F) x (M / z)

m = маса речовини, нанесеного на електрод (грами).

Q = електричний заряд, що пройшов через розчин в кулоні.

F = константа Фарадея.

M = елемент атомної ваги

Z = елементний валентний номер.

M / z являє собою еквівалентну масу.

Другий закон

Зменшене або окислене кількість хімічного речовини на електроді пропорційно його еквівалентній масі.

Другий закон Фарадея може бути написаний наступним чином:

m = (Q / F) х PEq

Використовують для оцінки електрохімічного рівноважного потенціалу іона

Знання електрохімічного рівноважного потенціалу різних іонів має важливе значення в електрофізіології. Його можна розрахувати, застосувавши наступну формулу:

Vion = (RT / zF) Ln (C1 / C2)

Vion = електрохімічний рівноважний потенціал іона

R = газовий константа, виражений як: 8.31 J.моль-1. K

T = температура, виражена в градусах Кельвіна

Ln = природний або неперіанський логарифм

z = іонова валентність

F = константа Фарадея

С1 і С2 - концентрації одного іона. С1 може бути, наприклад, концентрацією іона в зовнішній клітині, і С2, його концентрацією в клітинній інтер'єрі.

Це приклад використання константи Фарадея і те, як його створення було дуже корисним у багатьох областях досліджень і знань.

Список літератури

  1. Вікіпедія. (2018). Постійна Фарадея. Отримано з: en.wikipedia.org
  2. Практика науки. (27 березня 2013 р.) Електроліз Фарадея. Відновлено з: practicaciencia.blogspot.com
  3. Montoreano, R. (1995). Посібник з фізіології та біофізики. 2да Видання Редакція Clemente Editores C.A..
  4. Уіттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е изд.). CENGAGE Навчання.
  5. Giunta C. (2003). Електрохімія Фарадея. Отримано з: web.lemoyne.edu