F.69. Prawa Faradaya

LEKCJA 36 – cd.
Prawa Faradaya
Pierwsze prawo Faradaya: masa substancji wydzielonej na elektrodzie jest
proporcjonalna do ładunku elektrycznego, który przepłynął przez elektrolit:
M=kQ=kit,
(kit)
gdzie M – masa substancji, Q – ładunek, i – natęŜenie prądu elektrycznego, t –
czas przepływu prądu, k – współczynnik proporcjonalności, tzw. równowaŜnik
elektrochemiczny, charakterystyczny dla danej substancji.
Drugie prawo Faradaya: równowaŜniki elektrochemiczne są proporcjonalne
do równowaŜników chemicznych:
k=
gdzie
µ
Z
1 µ
⋅
F Z
(F)
– stosunek masy cząsteczkowej do wartościowości, tzw. równowaŜnik
chemiczny, F – stała Faradaya
Wyjaśnienie praw Faradaya
M – masa jest równa liczbie N osadzonych jonów pomnoŜej przez masę m jednego
jonu: M = N m. Analogicznie ładunek Q jest równy iloczynowi N i ładunku jonu
q = e Z : Q = N q = N e Z. Stąd
M m m
.
=
=
Q q eZ
Otrzymaliśmy pierwsze prawo Faradaya; bo stosunek m/eZ dla danego jonu jest
stały i równy k – równowaŜnikowi elektrochemicznemu (bo z (kit): M/Q = k)
k =
m
eZ
,
m
1
=
eZ eN A
Ale m = µ / NA, gdzie NA jest liczbą Avogadra, zatem
k=
Otrzymaliśmy drugie prawo Faradaya (F), gdzie
eNA = F .
⋅
µ
.
Z
Przy okazji rozszyfrowaliśmy znaczenie stałej Faradaya:
F = eN A = 1,6 ⋅ 10 − 19 C ⋅ 6,022 ⋅ 10 23 mol − 1 = 96 484 C ⋅ mol – 1
Przykład. Obliczanie równowaŜnika elektrochemicznego cynku.
ZADANIA DOMOWE
Przeczytaj rozdziały 5.3 i 5.4.
Odpowiedz na pytania 6– 12, s. 134.
RozwiąŜ zadania 5.69 – 5.71 umieszczone na płycie.
Wydawnictwo Szkolne PWN
M. Kozielski, Fizyka i astronomia. Tom 2, FOLIOGRAM 69