Фарадаи-ови константни експериментални аспекти, примјер, користи



Тхе константом Фарадеја то је квантитативна јединица електричне енергије која одговара добитку или губитку једног мола електрона по једној електроди; и стога, по стопи од 6.022 · 1023 елецтронс.

Ова константа је такође представљена словом Ф, названом Фарадеј. Ф је једнак 96,485 кулона / мол. Из зрака у олујном небу извлачи се идеја о количини електричне енергије која представља Ф.

Кулон (ц) је дефинисан као количина пуњења која пролази кроз дату тачку проводника, када струја струје од 1 ампера струје у секунди. Такође, један ампер струје је једнак једном купону у секунди (Ц / с).

Када постоји проток од 6,022 · 1023 електрона (Авогадров број), можете израчунати количину електричног набоја којој одговара. Како могу?

Познавање набоја појединог електрона (1,602 · 10-19 кулон) и помножите га са НА, Авогадровим бројем (Ф = На · е-). Резултат је, како је дефинисано на почетку, 96,485,3365 Ц / мол е-, заокружено обично на 96,500Ц / мол.

Индек

  • 1 Експериментални аспекти Фарадејеве константе
    • 1.1 Мицхаел Фарадаи
  • 2 Однос између молова електрона и Фарадејеве константе
  • 3 Нумерички пример електролизе
  • 4 Фарадејев закон за електролизу
    • 4.1 Први закон
    • 4.2 Други закон
  • 5 Користити у процени електрохемијског равнотежног потенцијала јона
  • 6 Референце

Експериментални аспекти Фарадејеве константе

Могуће је знати број молова електрона који се производе или троше у електроди, одређивањем количине елемента који се таложи у катоди или у аноди током електролизе.

Вредност Фарадаи-ове константе добијена је мерењем количине сребра депонованог у електролизи одређеном електричном струјом; мерење катоде пре и после електролизе. Поред тога, ако је позната атомска тежина елемента, може се израчунати број молова метала депонованог на електроди..

Као што је познато, однос између броја молова метала који се таложи у катоди током електролизе и броја електрона који се преносе у процесу, може се утврдити однос између електричног набоја и броја. молова пренесених електрона.

Приказани однос даје константну вредност (96,485). Након тога, ова вредност је названа, у част енглеског истраживача, константи Фарадеја.

Мицхаел Фарадаи

Британски истраживач Мицхаел Фарадаи рођен је у Невингтону 22. септембра 1791. године. Умро је у Хамптону 25. августа 1867. у 75. години живота..

Студирао је електромагнетизам и електрокемију. Његова открића укључују електромагнетну индукцију, диамагнетизам и електролизу.

Однос између молова електрона и Фарадејеве константе

Три примера приказана испод илуструју однос између електрона пренесених електрона и Фарадејеве константе.

Тхе На+ у воденом раствору добија електрон у катоди и 1 мол металног На се таложи, трошећи 1 мол електрона који одговара оптерећењу од 96.500 кулона (1 Ф).

Тхе Мг2+ у воденом раствору добија два електрона у катоди и 1 мол металног Мг се таложи, трошећи 2 мола електрона који одговара оптерећењу од 2 × 96,500 кулона (2 Ф).

Ал3+ у воденом раствору, добија три електрона у катоди и 1 мол металног Ал се таложи, трошећи 3 мола електрона који одговарају пуњењу 3 × 96,500 кулона (3 Ф).

Нумерички пример електролизе

Израчунајте масу бакра (Цу) који се таложи у катоди током процеса електролизе, са интензитетом струје од 2,5 ампера (Ц / с или А) који се примењује током 50 минута. Струја циркулише кроз раствор бакра (ИИ). Цу атомска тежина = 63.5 г / мол.

Једначина за редукцију бакарних (ИИ) јона до металног бакра је следећа:

Цу2+    +     2 е-=> Цу

На катоди је одложено 63,5 г Цу (атомска маса) за свака 2 мола електрона еквивалентно 2 (9,65 · 10)4 кулон / мол). То је, 2 Фарадаи.

У првом делу се одређује број кулонима који пролазе кроз електролитичку ћелију. 1 ампер је једнак 1 кубу / секунди.

Ц = 50 мин к 60 с / мин к 2.5 Ц / с

7.5 к 103 Ц

Затим, израчунати масу бакра депонираног помоћу електричне струје која даје 7,5 к 103  Користи се Ц Фарадаи-ова константа:

г Цу = 7,5 · 103Ц к 1 мол е-/ 9.65 · 104 Ц к 63.5 г Цу / 2 мол е-

2.47 г Цу

Фарадаиеви закони за електролизу

Први закон

Маса супстанце која се налази на електроди је директно пропорционална количини електричне енергије која се преноси на електроду. Ово је прихваћена изјава првог закона Фарадаи-а, која, између осталог, садржи следеће:

Количина супстанце која је подвргнута оксидацији или редукцији на свакој електроди је директно пропорционална количини електричне енергије која пролази кроз ћелију.

Први закон Фарадаиа може се изразити математички на следећи начин:

м = (К / Ф) к (М / з)

м = маса супстанце која се налази на електроди (грама).

К = електрични набој који је прошао кроз раствор у кулону.

Ф = Фарадејева константа.

М = атомска тежина елемента

З = број валентног елемента.

М / з представља еквивалентну тежину.

Други закон

Смањена или оксидована количина хемикалије на електроди је пропорционална његовој еквивалентној маси.

Други закон Фарадаи-а може се написати на следећи начин:

м = (К / Ф) к ПЕк

Користи се у процени електрохемијског равнотежног потенцијала јона

Познавање електрохемијског равнотежног потенцијала различитих јона је важно у електрофизиологији. Може се израчунати примјеном сљедеће формуле:

Вион = (РТ / зФ) Лн (Ц1 / Ц2)

Вион = електрохемијски равнотежни потенцијал иона

Р = гасна константа, изражена као: 8.31 Ј.мол-1. К

Т = температура изражена у Келвиновим степенима

Лн = природни или неперијански логаритам

з = јонска валенција

Ф = Фарадејева константа

Ц1 и Ц2 су концентрације истог јона. Ц1 може бити, на пример, концентрација јона у спољашњој ћелији, и Ц2, његова концентрација у унутрашњости ћелије.

Ово је пример коришћења Фарадаиеве константе и како је њено оснивање било веома корисно у многим областима истраживања и знања.

Референце

  1. Википедиа. (2018). Фарадаиова константа. Преузето са: ен.википедиа.орг
  2. Працтице Сциенце. (27. март 2013). Електролиза Фарадаиа. Опорављено од: працтицациенциа.блогспот.цом
  3. Монтореано, Р. (1995). Приручник за физиологију и биофизику. 2да Едитион Редакција Цлементе Едиторес Ц.А.
  4. Вхиттен, Давис, Пецк & Станлеи. (2008). Цхемистри (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг.
  5. Гиунта Ц. (2003). Фарадаи елецтроцхемистри. Преузето са: веб.лемоине.еду