Les première et deuxième lois d'électrolyse de Faraday

Lois de Faraday sur l’électrolyse

Avant de comprendre Les lois de Faraday sur l’électrolyse, nous devons d’abord comprendre le processus d’électrolyse d’un sulfate métallique.

Chaque fois qu'un électrolyte tel que le sulfate métallique estdiluées dans l'eau, ses molécules se séparent en ions positifs et négatifs. Les ions positifs (ou ions métalliques) se déplacent vers les électrodes connectées à la borne négative de la batterie où ces ions positifs prennent des électrons, devenant un atome de métal pur et se déposant sur l'électrode.

Les ions négatifs (ou sulfions) se déplacent vers l'électrode connectée à la borne positive de la batterie, où ces ions négatifs abandonnent leurs électrons supplémentaires et deviennent ainsi SO₄ radical. Depuis SO₄ ne peut pas exister dans un état électriquement neutre, il attaquera l'électrode positive métallique - formant un sulfate métallique qui se dissoudra à nouveau dans l'eau.

Les lois de Faraday sur l’électrolyse sont des relations quantitatives (mathématiques) décrivant les deux phénomènes ci-dessus.

La première loi de Faraday sur l’électrolyse

De la brève explication ci-dessus, il est clairque le flux de courant à travers le circuit de batterie externe dépend entièrement du nombre d'électrons transférés de l'électrode négative ou de la cathode aux ions métalliques positifs ou aux cations. Si les cations ont une valence de deux comme Cu⁺⁺ ensuite, pour chaque cation, il y aurait deux électrons transférés de la cathode au cation. Nous savons que chaque électron a une charge électrique négative - 1,602 × 10^-19 Coulombs et dire que c'est - e. Donc, pour la disposition de chaque atome de Cu sur la cathode, il y aurait - 2.e transferts de charge de cathode à cation.

Maintenant, disons que pour le temps t il y aurait un nombre total nd’atomes de cuivre déposés sur la cathode, de sorte que la charge totale transférée serait de - 2.n.e Coulombs. La masse m du cuivre déposé est évidemment fonction du nombre d'atomes déposés. On peut donc en conclure que la masse de cuivre déposée est directement proportionnelle à la quantité de charge électrique qui traverse l'électrolyte. Par conséquent, la masse de cuivre déposée m ∝ Q quantité de charge électrique traverse l'électrolyte.

La première loi de Faraday sur l’électrolyse indique que le dépôt chimique dû au flux de courant dans un électrolyte est directement proportionnel à la quantité d'électricité (coulombs) qui le traverse.

c'est à dire. Masse des dépôts chimiques:

Où, Z est une constante de proportionnalité et est appelé équivalent électrochimique de la substance.

Si nous mettons Q = 1 coulombs dans l'équation ci-dessus,nous aurons Z = m, ce qui implique que l’équivalent électrochimique de toute substance est la quantité de substance déposée lors du passage de 1 coulomb à travers sa solution. Cette constante de passage d'équivalent électrochimique est généralement exprimée en milligrammes par coulomb ou en kilogramme par coulomb.

La deuxième loi de Faraday sur l’électrolyse

Jusqu'ici, nous avons appris que la masse desLe produit chimique déposé par électrolyse est proportionnel à la quantité d’électricité qui passe à travers l’électrolyte. La masse de la substance chimique déposée par électrolyse est non seulement proportionnelle à la quantité d'électricité qui passe à travers l'électrolyte, mais dépend également d'un autre facteur. Chaque substance aura son propre poids atomique. Donc, pour un même nombre d'atomes, différentes substances auront des masses différentes.

Encore une fois, combien d'atomes déposés sur les électrodesdépend aussi de leur nombre de valence. Si la valence est supérieure à, alors pour une même quantité d'électricité, le nombre d'atomes déposés sera moindre alors que si la valence est inférieure, alors pour une même quantité d'électricité, plus nombre d'atomes à déposer.

Donc, pour la même quantité d’électricité oula charge traverse différents électrolytes, la masse de produit chimique déposé est directement proportionnelle à son poids atomique et inversement proportionnelle à sa valence.

Deuxième loi de Faraday sur l’électrolyse déclare que, lorsque la même quantité del'électricité passe par plusieurs électrolytes, la masse des substances déposées est proportionnelle à leur équivalent chimique ou poids respectif.

Équivalent chimique ou équivalent

L'équivalent chimique ou le poids équivalent d'une substance peut être déterminé par Les lois de Faraday sur l’électrolyse, et il est défini comme le poids de cette sous-propriété qui se combinera avec ou déplacera le poids unitaire de l’hydrogène.

L'équivalent chimique de l'hydrogène est doncunité. Comme la valence d'une substance est égale au nombre d'atomes d'hydrogène, qu'elle peut remplacer ou avec lequel elle peut se combiner, l'équivalent chimique d'une substance peut donc être défini comme le rapport de son poids atomique à sa valence.

Qui a inventé les lois de Faraday sur l’électrolyse?

Les lois de Faraday sur l’électrolyse ont été publiées par Michael Faraday en 1834. Michael Faraday était également responsable

En plus de découvrir ces lois de l'électrolyse, Michael Faraday est également responsable de la vulgarisation de terminologies telles que les électrodes, les ions, les anodes et les cathodes.