Verstehen der Ersten Regel von Faradays Gesetze der Elektrolyse


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Verstehen-der-Ersten-Gesetztes-von-Faradays-Gesetze-der-Elektrolyse

Elektrolyse-mag-für-viele-wie-ein-komplexer-Begriff-klingen,-der-tief-in-den-Chemiebüchern-der-Schule-vergraben-ist.-Doch-es-ist-ein-Prozess,-der-unglaublich-wichtig-für-verschiedene-industrielle-Anwendungen-ist.-Im-Mittelpunkt-der-Elektrolyse-stehen-Faradays-Gesetze,-von-denen-wir-heute-das-erste-genauer-betrachten.-Und-keine-Sorge-–-wir-halten-es-interessant-und-verständlich,-mit-anschaulichen-Beispielen-und-ein-wenig-Geschichtenerzählen.

Faradays-Erstes-Gesetz:-Die-Formel

Das-Erste-Gesetz-der-Elektrolyse,-vorgeschlagen-vom-brillanten-Michael-Faraday,-besagt:-Die-Masse-einer-Substanz,-die-an-einer-Elektrode-während-der-Elektrolyse-verändert-wird,-ist-direkt-proportional-zur-Anzahl-der-Mol-Elektronen-(der-Menge-an-Elektrizität),-die-an-dieser-Elektrode-übertragen-werden.

Dies-wird-durch-die-Gleichung-dargestellt:

Formel:m-=-Z-×-Q

Wo:

Aufschlüsselung-der-Eingaben-und-Ausgaben

1.-Die-Masse-(m)

Stellen-Sie-sich-vor,-Sie-möchten-ein-Schmuckstück-mit-Gold-plattieren.-Das-Gold,-das-auf-das-Schmuckstück-aufgetragen-wird,-bezeichnen-wir-als-Masse-in-unserer-Formel.-Die-Maßeinheit-hier-ist-Gramm.

2.-Elektrochemisches-Äquivalent-(Z)

Elektrochemisches-Äquivalent-klingt-etwas-sperrig,-aber-einfach-ausgedrückt-ist-es-eine-Konstante,-die-von-Substanz-zu-Substanz-variiert.-Sie-bestimmt,-wie-viel-einer-Substanz-abgesetzt-oder-freigesetzt-wird,-wenn-ein-Coulomb-Ladung-durch-sie-geleitet-wird.-Zum-Beispiel-beträgt-das-elektrochemische-Äquivalent-von-Silber-ungefähr-0,001118-Gramm-pro-Coulomb.

3.-Elektrische-Ladung-(Q)

Dieser-Input-ist-die-gesamte-Ladung,-die-durch-den-Elektrolyten-geleitet-wird,-gemessen-in-Coulomb.-Wenn-Sie-daran-als-Wasser-denken,-das-durch-ein-Rohr-fließt,-wäre-dies-das-gesamte-Volumen-des-durchgeflossenen-Wassers.

Ein-praktisches-Beispiel

Lassen-Sie-uns-dies-mit-einem-Beispiel-veranschaulichen.-Angenommen,-Sie-möchten-die-Menge-an-Kupfer-bestimmen,-die-auf-einer-Elektrode-abgesetzt-wird,-wenn-eine-Ladung-von-96500-Coulomb-durch-eine-Kupferlösung-geleitet-wird.-Das-elektrochemische-Äquivalent-von-Kupfer-(Z)-beträgt-ungefähr-0,000329-Gramm-pro-Coulomb.

Beispielrechnung:m-=-Z-×-Q-=-0,000329-g/C-×-96500-C-=-31,756-Gramm

Wenn-wir-also-96500-Coulomb-Ladung-durch-die-Kupferlösung-leiten,-werden-etwa-31,756-Gramm-Kupfer-auf-der-Elektrode-abgesetzt.

Die-Bedeutung-im-Alltag

Faradays-Erstes-Gesetz-ist-nicht-nur-auf-Labore-beschränkt.-Es-ist-das-Prinzip-hinter-der-Galvanisierung,-bei-der-ein-Metall-auf-einen-Gegenstand-aufgetragen-wird,-um-sein-Aussehen-oder-seine-Korrosionsbeständigkeit-zu-verbessern.-Von-der-Chrombeschichtung-von-Stoßstangen-bis-hin-zu-vergoldetem-Schmuck-sind-die-Anwendungen-vielfältig.-Sogar-die-Herstellung-verschiedener-Chemikalien-hängt-von-diesem-Prinzip-ab-und-unterstreicht-seine-Bedeutung.

Datenvalidierung

Es-ist-wichtig-zu-beachten,-dass-die-Masse-der-Substanz-und-die-gesamte-elektrische-Ladung-größer-als-null-sein-müssen.-Andernfalls-ist-die-Formel-nicht-gültig-und-gibt-eine-Fehlermeldung-zurück.

FAQs

F:-Was-passiert,-wenn-ich-negative-Werte-für-Ladung-oder-elektrochemisches-Äquivalent-verwende?

A:-Die-Formel-gibt-'Ungültige-Eingaben'-zurück.-Sowohl-die-elektrische-Ladung-als-auch-das-elektrochemische-Äquivalent-müssen-positive-Werte-sein,-damit-die-Berechnung-einen-Sinn-ergibt.

Q:-Kann-diese-Formel-auf-alle-Substanzen-angewendet-werden?

A:-Ja,-solange-das-elektrochemische-Äquivalent-der-Substanz-bekannt-ist.

Zusammenfassung

Das-Erste-Gesetz-der-Faradays-Gesetze-der-Elektrolyse-ist-ein-grundlegendes-Konzept,-das-theoretische-Chemie-mit-praktischen-Anwendungen-verbindet.-Durch-das-Verständnis-der-Eingaben-und-ihrer-Korrelation-mit-dem-Ausgang-können-wir-das-Verhalten von Substanzen in der Elektrolyse mit Präzision vorhersagen. Ob Sie nun Schüler, Profi oder einfach nur neugierig sind, diese Formel öffnet Türen zu faszinierenden wissenschaftlichen Entdeckungen.

Tags: Elektrolyse, Chemie, Faraday