ファラデー定数の実験的側面、例、使用



の ファラデー定数 1電極あたり1モルの電子の増減に対応する量の電気的単位です。したがって、6.022・10の割合で23 電子.

この定数はファラデーと呼ばれる文字Fでも表されます。 Ｆは９６，４８５クーロン／モルに等しい。激しい空の光線から、Fを表す電気量のアイデアが抽出されます。.

クーロン（ｃ）は、１アンペアの電流の電流が１秒間流れるときに、導体の所与の点を通過する電荷の量として定義される。また、1アンペアの電流は1秒あたり1クーロンに相当します（C / s）.

6,022・10の流れがあるとき23 電子（アボガドロの数）、あなたはそれが対応する電荷の量を計算することができます。どのようにすることができます?

個々の電子の電荷を知ること（1,602・10-19年 クーロン）そしてそれをNA、アボガドロ数（F = Na・e）で乗じる-）結果は、最初に定義されているように、96,485,3365 C / mol eです。-, 通常96,500C / molに丸められます.

索引

  • 1ファラデー定数の実験的側面
    • 1.1マイケルファラデー
  • 2電子モルとファラデー定数の関係
  • 3電気分解の数値例
  • 4ファラデーの電気分解の法則
    • 4.1第一法則
    • 4.2第二法則
  • 5イオンの電気化学平衡電位の推定に使用
  • 6参考文献

ファラデー定数の実験的側面

電解中にカソードまたはアノードに堆積する元素の量を決定することによって、電極内で生成または消費される電子のモル数を知ることが可能です。.

ファラデー定数の値は、電気分解で析出した銀の量を一定の電流で秤量することによって得た。電気分解の前後に陰極を秤量する。さらに、元素の原子量が分かっていれば、電極上に堆積した金属のモル数を計算することができる。.

電解中に陰極に析出する金属のモル数と、その過程で移動する電子の数との間の関係が知られているので、供給される電荷​​とその数との間の関係を確立することができる。移動した電子のモル数.

示された比率は一定値（96,485）を与える。その後、この値は、英語の研究者に敬意を表して、ファラデーの定数として名付けられました。.

マイケルファラデー

イギリスの研究者マイケルファラデーは、1791年9月22日にニューイントンで生まれました。彼は、1867年8月25日にハンプトンで75歳で亡くなりました。.

彼は電磁気学と電気化学を研究した。彼の発見は、電磁誘導、反磁性、そして電気分解を含みます.

電子のモル数とファラデー定数の関係

以下に示す3つの例は、転送された電子の電子とファラデー定数の関係を示しています.

ナ+ 水溶液中の電子は陰極で電子を獲得し、1モルの金属Naが堆積し、96,500クーロン（1 F）の負荷に対応する1モルの電子を消費する。.

Mg2+ 水溶液中でそれは陰極で2つの電子を獲得し、1モルの金属Mgが沈着し、2×96,500クーロン（2 F）の荷重に相当する2モルの電子を消費する.

アル3+ 水溶液中で、それは陰極で３つの電子を獲得し、１モルの金属Ａｌが堆積され、３×９６，５００クーロン（３Ｆ）の電荷に対応する３モルの電子を消費する。.

電気分解の数値例

電解プロセス中に陰極に堆積する銅（Ｃｕ）の質量を計算し、電流強度は２．５アンペア（Ｃ ／ ｓまたはＡ）で５０分間印加する。電流は銅（II）溶液を循環します。 Ｃｕ原子量＝ ６３．５ｇ ／ ｍｏｌ.

銅（ＩＩ）イオンの金属銅への還元の式は以下の通りである。

Cu2+    +     2 e-=> Cu

２（９．６５・１０）に等しい２モルの電子毎に６３．５ｇのＣｕ（原子量）がカソードに堆積する。4 クーロン/ mol）。つまり、2ファラデー.

最初の部分では、電解槽を通過するクーロンの数が決定されます。 1アンペアは1クーロン/秒に等しい.

C = 50分×60秒/分×2.5℃/秒

7.5×103 C

次に、7.5 x 10を供給する電流によって堆積した銅の質量を計算します。3  Cファラデー定数が使用されます。

g Cu = 7.5・103C×1 mol e-/ 9.65・104 C x 63.5 g Cu / 2 mol e-

2.47 g銅

ファラデーの電気分解の法則

第一法則

電極上に堆積した物質の質量は、電極に伝達される電気量に正比例します。これはファラデーの第一法則として認められた声明であり、他にも次のような声明があります。

各電極で酸化または還元を受ける物質の量は、セルを通過する電気量に正比例します.

ファラデーの第一法則は、数学的には次のように表すことができます。

ｍ ＝（Ｑ ／ Ｆ）×（Ｍ ／ ｚ）

ｍ ＝電極に堆積した物質の質量（グラム）.

Q =クーロン中の溶液を通過した電荷.

F =ファラデー定数.

M =元素原子量

Z =元素の価数.

M / zは当量を表します.

第二法則

電極上の化学物質の減少または酸化量は、その当量に比例します.

ファラデーの第二法則は次のように書くことができます。

ｍ ＝（Ｑ ／ Ｆ）×ＰＥｑ

イオンの電気化学平衡電位の推定に使用

異なるイオンの電気化学平衡電位に関する知識は電気生理学において重要である。次の式を適用して計算できます。

Vion =（RT / zF）Ln（C1 / C2）

Vion =イオンの電気化学平衡電位

R =ガス定数、8.31 J.mol-1. K

T =ケルビン度で表した温度

Ln =自然対数またはネペリア対数

z =イオン価

F =ファラデー定数

C1とC2は同じイオンの濃度です。 Ｃ１は、例えば、セル外部におけるイオンの濃度であり得、Ｃ２、セル内部におけるそのイオンの濃度であり得る。.

これはファラデー定数の使用の例であり、その確立が多くの研究と知識の分野においてどのように非常に有用であるかの例です。.

参考文献

  1. ウィキペディア（２０１８）。ファラデー定数取得元：en.wikipedia.org
  2. 実践科学（2013年3月27日）ファラデーの電気分解から回収された：practicaciencia.blogspot.com
  3. Montoreano、R.（1995）。生理学および生物物理学のマニュアル。 2ダ 版編集クレメンテ編集.
  4. ホワイト、デイビス、ペック、スタンレー。 （2008）。化学（第8版）。 CENGAGEラーニング.
  5. Giunta C.（2003）。ファラデー電気化学取得元：web.lemoyne.edu