Первый закон Фарадея

Масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении по раствору электролита электрического тока, прямо пропорциональна количеству пропущенного электричества.

m=k·Q

где m- масса выделившегося вещества, k – коэффициент пропорциональности, называемый электрохимической эквивалентной массой, Q – количество электричества, выраженное в единицах заряда (Кл = А·ч, либо в А·ч).

Поскольку количества электричества Q это произведение силы электрического тока (А) на время t затраченного на электролиз (с), т.е. , то первый закон Фарадея можно представить в виде:

Количественной мерой электрического заряда является единица «Фарадей». Фарадей – это заряд, который несет на себе один моль электронов или один моль однозарядных ионов,

1F = = 6.02·10²³·1.6·10^-19 96500 Кл = 26,8 А·ч

1F=96500 Кл = 26,8 А·ч

- число Авогадро, - заряд электрона.

Если через раствор пропустить 1 Фарадей электричества (96500 Кл), то на электроде выделится 1 моль-эквивалент вещества.

2. второй закон Фарадея:

Согласно второму закону Фарадея, при определённом количестве прошедшего электричества отношения масс прореагировавших веществ равно отношению их химических эквивалентов.

Химический эквивалент элемента, равен отношению части массы элемента, которая присоединяет или замещает в химических соединениях одну атомную массу водорода или половину атомной массы кислорода, к 1/12 массы атома С¹².

,

где m₁ – масса вещества (1) образовавшегося или подвергнутого превращению вещества: m_экв1.- его эквивалентная масса; m₂ – масса вещества (2) образовавшегося, m_экв2.- его эквивалентная масса;

3. Объединенный закон Фарадея:

Масса электролита, подвергшаяся превращению при электролизе, а также масса образующихся на электродах веществ прямо пропорциональны количеству электричества, прошедшего через электролит, и эквивалентным массам соответствующих веществ.

Этот закон выражается следующим уравнением:

где m – масса образовавшегося или подвергнутого превращению вещества: m_экв.- его эквивалентная масса; I – сила тока, t - время в секундах, F = 96500 кл – число Фарадея, (или t - время в часах, то F = 26,8 А·ч); ВТ – выход по току.

Или при вычислении объемов выделившихся газов:

V – объем выделившегося газа (л);V_экв.- эквивалентный объем (л/моль). Поскольку при нормальных условиях эквивалентный объем водорода равен 11,2 л/моль, а кислорода – 5,6 л/моль.