Постоянный электрический ток

Фарадея для каждого электрода. Именно эта функция является законом Фарадея. Число этих ионов равно, конечно, числу Авогадро, а перенесенный ими заряд численно равен постоянной Фарадея. Рассмотрим, как согласуется формула расчета со вторым законом Фарадея. Здесь m — масса выделившегося на электроде вещества, F — число (постоянная) Фарадея, М — молярная (или атомная) масса вещества, n — его валентность, IΔt — заряд, прошедший через электролит.

Явление электролиза, известное с конца XVIII — начала XIX веков, особенно подробно было изучено выдающимся английским физиком М. Фарадеем. В 1834 году была опубликована статья Фарадея, в которой рассказывалось о результатах опытов, приведших к установлению закона электролиза.

Это — электрод (а также катод и анод), ион (катион и анион), электролит и название самого процесса — электролиз. Допустим, что электролиз проводится так, что на электроде выделяется масса вещества, численно равная его химическому эквиваленту.

Представим себе, что опыт с прохождением тока через электролит проводится так, что на катоде выделяется водород, причем его масса численно равна химическому эквиваленту. От нее зависит, например, скорость и ускорение частицы, движущейся в электрическом поле. Приведем два примера.

Для двухзарядных ионов – на каждом электроде выделится по одному молю веществ, если через электролизер пройдет количество электричества, равное 2F Кл/моль. Отношение Q/F равно условному количеству вещества (усл), выделившегося на электроде. Полученная формула отражает закон эквивалентов для реакции электролиза расплава хлорида алюминия. Для уяснения этого закона рассмотрим конкретный пример.

Постоянный электрический ток

Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах.

Химия и химическая технология

Поскольку водород одновалентен, через электролит пройдет один моль ионов водорода. Но ион водорода — это ядро атома водорода. Оно имеет особое название — протон (ядра водорода входят в состав атомных ядер всех остальных химических элементов). Дело в том, что удельный заряд всякой электрически заряженной частицы — одна из ее важнейших характеристик. Мы видим, что ускорение частицы определяется не ее зарядом и не ее массой по отдельности, а отношением \(~\frac{q}{m}\), то есть удельным зарядом частицы.

Постоянная тонкой структуры — Постоянная тонкой структуры, обычно обозначаемая как , является фундаментальной физической постоянной, характеризующей силу электромагнитного взаимодействия

При изучении электролиза школьная программа ограничивается только полуреакциями окисления и восстановления, проходящими на электродах в электролизере. В некоторых задачниках представлены задачи, которые, хотя и находятся в разделе «Электролиз», на самом деле к нему не относятся.

Отношение молярной массы какого-либо вещества к его валентности M/n называют химическим эквивалентом данного вещества

Приведу текст «теории» дословно: «Количество веществ, выделившихся на электродах, определяют по уравнениям электродных реакций. Пусть один моль вещества, диссоциируя на ионы, образует NA катионов и NA анионов. Покажем это на примере электролиза расплава хлорида алюминия.

В школьных учебниках не дано четкого разграничения между уравнениями реакций электролиза расплавов солей и оснований и уравнениями реакций электролиза их водных растворов. Из табл. 5 мы видим, что электрохимические эквиваленты различных веществ существенно отличны один от другого. От каких же свойств вещества зависит его электрохимический эквивалент?

66.1. Каким образом, опустив два провода от гальванического элемента в стакан с водой, можно узнать, существует ли между ними напряжение

Ее значение, найденное экспериментально, равноF=96 484 Кл/моль. Некоторые элементы в разных соединениях обладают различной валентностью. Найдите электрохимические эквиваленты свинца, натрия и алюминия. Однако основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований.

Это явление получило название электролиза. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул.

Во многих случаях электролиз сопровождается вторичными реакциями продуктов разложения, выделяющихся на электродах, с материалом электродов или растворителей. Нейтральные атомы меди отлагаются в виде твердого осадка на катоде. Образовавшаяся молекула сульфата меди переходит в раствор. Таким образом, при прохождении электрического тока через водный раствор сульфата меди происходит растворение медного анода и отложение меди на катоде.

Тогда из закона электролиза следует, что число Фарадея F численно равно электрическому заряду, переносимому ионами, суммарная масса которых численно равна химическому эквиваленту. Электролиз напрямую связан с законами Фарадея, но, к сожалению, имя Фарадея в учебниках иногда даже не упоминается. Число Фарадея рассчитывалось по уменьшению массы анода с учетом небольшой поправки на образование нерастворимого осадка.