Законы электролиза Фарадея

В 1883 г. английский ученый М. Фарадей открыл законы, определяющие зависимость между количеством прошедшего электричества и количеством вещества, испытавшего химическое превращение на электроде.

Первый закон электролиза Фарадея: масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, переданного на этот электрод. Под количеством электричества имеется в виду электрический заряд, измеряемый, как правило, в кулонах.

Второй закон электролиза Фарадея: для данного количества электричества (электрического заряда) масса химического элемента, осаждённого на электроде, прямо пропорциональна эквивалентной массе элемента. Эквивалентной массой вещества является его молярная масса, делённая на целое число, зависящее от химической реакции, в которой участвует вещество.

При превращении 1 моля эквивалентов вещества на электроде через него проходит 96484 или, округленно, 96500 Кл (А,с). Эта величина называется постоянной Фарадея, F. Из законов Фарадея вытекает уравнение:

m =

mэ · Q F

=

mэ · I · t 96500

,

где m - масса окисленного или восстановленного вещества, г; m_э - моль эквивалента вещества; Q - количество кулонов электричества, прошедшего через электролит (Q = I·t, где I - сила тока в амперах, t - продолжительность электролиза, с).

m_э / 96500 = Е. Величина Е называется электрохимическим эквивалентом вещества и характеризует массу вещества, выделившегося на электродах при прохождении через электролит 1 Кл электричества.

При практическом проведении электролиза действительно расход тока вследствие протекания побочных процессов обычно превышает количество его, рассчитанное по закону Фарадея. Закон был уточнен добавлением коэффициента выхода по току. Коэффициент выхода по току всегда меньше единицы. Формула уточненного закона Фарадея:

η = m_факт / m_теор.

54) Компонент – химически индивидуальные вещества, наименьшего числа которых достаточно для образования всех фаз, т. е. гомогенных частей данной системы.

Степень свободы (вариантность) – число независимых параметров системы, которые можно произвольно менять в некотором интервале без изменения вида и числа фаз системы.

Фаза – гомогенная часть гетерогенной системы, ограниченная поверхностью раздела от других частей.

Составляющее вещество – вещество, которое может быть выделено из системы и существовать вне ее.

56) Линией ликвидус называется геометрическое место точек на­ала кристаллизации. Выше этой линии все сплавы данной системы находятся в жидком состоянии.

Соединив точки конца кристаллизации, получим линию ДСЕ - линию солидус.

Линией солидус называется геометрическое место точек конца кристаллизации. Ниже этой линии все сплавы находятся в твердом состоянии. Линия солидус на диаграммах данного типа является ли­нией эвтектического превращения, так как на ней происходит кристаллизация эвтектики.

Эвтектика представляет собой мелкодисперсную механическую смесь компонентов (свинца и сурьмы) рис. 5.2) ли фаз. Она имеет постоян­ный состав и наименьшую температуру плавления. Затвердевание эвтектики происходит при постоянной температуре.

Когда фигуративная точка системы находится в двухфазной области, состав раствора и относительные количества раствора и твёрдой фазы можно определить с помощью горизонтальной соединительной линии, которую называют нодой или конодой

ликвидус – линия на фазовой диаграмме двухкомпонентной системы, показывающая состав жидкого раствора, находящегося в равновесии с другой фазой.

60) МАКРОКИНЕТИКА (макроскопическая кинетика) - изучает кинетические закономерности химических реакций, которые сопровождаются одновременными протекающими в системе процессами диффузии, теплопереноса и др.  Химические реакции можно классифицировать по числу молекул, участвующих в каждом элементарном химическом акте. Мономолекулярными (одномолекулярными) называются реакции, в которых такой акт представляет собой химическое превращение одной молекулы (изомеризация, диссоциация и пр.).Бимолекулярные (двухмолекулярные такие, элементарный акт которых осуществляется при столкновении двух молекул (различных или одинаковых). В) реакции  тримолекулярных (трёхмолекулярных) реакциях элементарный акт осуществляется при столкновении трёх молекул.