Понимание первого закона законов электролиза Фарадея
Понимание-первого-закона-законов-Фарадея-электролиза
Электролиз-для-многих-может-звучать-как-сложный-термин,-погребенный-в-учебниках-химии-старших-классов.-Тем-не-менее,-этот-процесс-невероятно-важен-для-различных-промышленных-приложений.-Основой-электролиза-являются-законы-Фарадея,-первый-из-которых-мы-сегодня-разберем.-И-не-беспокойтесь-–-мы-сделаем-это-увлекательно-и-понятно,-с-реальными-примерами-и-немного-повествования.
Первый-закон-Фарадея-Формула
Первый-закон-электролиза,-предложенный-блестящим-Майклом-Фарадеем,-гласит:-Масса-вещества,-измененная-на-электроде-во-время-электролиза,-прямо-пропорциональна-количеству-молей-электронов-(количеству-электричества),-переданных-на-этом-электроде.
Это-представлено-уравнением:
Формула:m-=-Z-×-Q
Где:
- m:-Масса-вещества,-осажденного-или-освобожденного-на-электроде-(измеряется-в-граммах)
- Z:-Электрохимический-эквивалент-вещества-(измеряется-в-граммах-на-кулон)
- Q:-Суммарный-электрический-заряд,-прошедший-через-вещество-(измеряется-в-кулонах)
Разбор-Входов-И-Выходов
1.-Масса-(m)
Представьте,-что-вы-пытаетесь-покрыть-кусок-ювелирного-изделия-золотом.-Золото,-осажденное-на-украшение,---это-то,-что-мы-называем-массой-в-нашей-формуле.-Единица-измерения-здесь---граммы.
2.-Электрохимический-эквивалент-(Z)
Электрохимический-эквивалент---это-немного-сложный-термин,-но-проще-говоря,-это-константа,-которая-варьируется-от-вещества-к-веществу.-Она-определяет,-какое-количество-вещества-осаждается-или-высвобождается-при-прохождении-одного-кулона-заряда-через-него.-Например,-электрохимический-эквивалент-серебра-составляет-примерно-0.001118-граммов-на-кулон.
3.-Электрический-заряд-(Q)
Этот-вход---это-суммарный-заряд,-прошедший-через-электролит,-измеряемый-в-кулонах.-Если-вы-представите-это-как-воду,-текущую-через-трубу,-это-будет-общий-объем-воды,-который-протек-через.
Практический-пример
Давайте-проиллюстрируем-примером.-Предположим,-вы-хотите-определить-количество-меди,-осажденной-на-электроде,-когда-заряд-в-96500-кулонов-прошел-через-медный-раствор.-Электрохимический-эквивалент-меди-(Z)-составляет-примерно-0.000329-граммов-на-кулон.
Пример-вычисления:m-=-Z-×-Q-=-0.000329-g/C-×-96500-C-=-31.756-grams
Таким-образом,-когда-мы-пропускаем-96500-кулонов-заряда-через-медный-раствор,-около-31.756-грамма-меди-будет-осаждено-на-электроде.
Значение-в-повседневной-жизни
Первый-закон-Фарадея-не-ограничивается-только-лабораториями.-Это-принцип,-лежащий-в-основе-процесса-гальванопластики,-когда-металл-наносится-на-объект-для-улучшения-его-внешнего-вида-или-коррозионной-стойкости.-От-хромированного-покрытия-автомобильных-бамперов-до-золотых-ювелирных-изделий,-применения-обширны.-Даже-производство-различных-химических-веществ-основывается-на-этом-принципе,-подчеркивая-его-значимость.
Проверка-данных
Важно-отметить,-что-масса-вещества-и-суммарный-электрический-заряд-должны-быть-больше-нуля.-В-противном-случае-формула-не-будет-действительна-и-вернет-сообщение-об-ошибке.
Часто-задаваемые-вопросы-(FAQ)
Вопрос:-Что-произойдет,-если-я-использую-отрицательные-значения-для-заряда-или-электрохимического-эквивалента?
Ответ:-Формула-вернет-'Неверные-входные-данные'.-Оба-значения,-электрический-заряд-и-электрохимический-эквивалент,-должны-быть-положительными,-чтобы-расчет-имел-смысл.
Вопрос:-Можно-ли-применить-эту-формулу-ко-всем-веществам?
Ответ:-Да,-при-условии,-что-известен-электрохимический-эквивалент-вещества.
Резюме
Первый-закон-из-законов-Фарадея-об-электролизе---это-фундаментальная-концепция,-которая-соединяет-теоретическую-химию-с-практическими-приложениями.-Понимая-входные-данные-и-их-корреляцию с выходными, мы можем с точностью прогнозировать поведение веществ в электролизе. Будь вы студентом, профессионалом или просто любознательным умом, эта формула открывает двери к увлекательным научным исследованиям.
Tags: электролиз, Химия, Фарадей