Faraday Constant

Wat is de constante van Faraday?

De Faraday Constant Het is een kwantitatieve eenheid van elektriciteit die overeenkomt met de hoeveelheid elektrische lading in een mol elektronen.

Deze constante wordt ook weergegeven met de letter F, een Faraday genoemd. A F is gelijk aan 96.485 Coulomb/mol. Uit stralen in stormen, een idee van de hoeveelheid elektriciteit vertegenwoordigt dat een F kan worden geëxtraheerd.

De coulomb (c) wordt gedefinieerd als de hoeveelheid belasting die door een bepaald punt van een bestuurder gaat, wanneer 1 ampère elektrische stroomintensiteit met een seconde stroomt. Ook is een huidige ampère gelijk aan een coulomb per seconde (c/s).

Als er een stroom van 6.022 · 10 is²³ elektronen (het Avogadro -nummer), u kunt de hoeveelheid elektrische lading berekenen waarmee deze overeenkomt. 

De last van een individueel elektron kennen (1.602 · 10^-19 Coulomb) wordt vermenigvuldigd met NA, Avogadro -nummer (F = N · E^-)). Het resultaat is, zoals in het begin gedefinieerd, 96.485,3365 c/mol e^-, meestal afgerond op 96.500c/mol.

Experimentele aspecten van Faraday Constant

U kunt het aantal mol elektronen weten dat in een elektrode wordt geproduceerd of verbruikt, waarbij de hoeveelheid van een element wordt bepaald dat wordt afgezet in de kathode of in de anode tijdens elektrolyse.

De constante waarde van Faraday werd verkregen door de hoeveelheid zilver in elektrolyse te dragen door een bepaalde elektrische stroom. De kathode woog voor en na elektrolyse.

Als het atoomgewicht van het element bekend is, kan het aantal mol van het metaal dat in de elektrode wordt afgezet, worden berekend.

Het kan u van dienst zijn: cyclohexen: structuur, eigenschappen, synthese en gebruik

Aangezien de relatie tussen het aantal mol van een metaal dat tijdens elektrolyse in de kathode wordt afgezet, en het aantal elektronen dat in het proces wordt overgedragen bekend is, kan een relatie tussen de geleverde elektrische belasting en het aantal worden vastgesteld uit mol van mol overgedragen elektronen.

De bovengenoemde relatie geeft een constante waarde (96.485). Vervolgens werd deze waarde genoemd, ter ere van de Engelse onderzoeker Michael Faraday, Faraday Constant.

Relatie tussen de mol elektronen en de constante van Faraday

De volgende voorbeelden illustreren de relatie tussen de mol overgedragen elektronen en de constante van Faraday.

- Dan een⁺ In waterige oplossing wint het een elektron in de kathode en deponeerde 1 mol metaal NA, waardoor 1 mol elektronen worden geconsumeerd die overeenkomen met een belasting van 96.500 Coulomb (1 F).

- De MG²⁺ In waterige oplossing wint het twee elektronen in de kathode en deponeerde 1 mol metallic mg, waardoor 2 mol elektronen worden geconsumeerd die overeenkomen met een 2 x 96 -belasting.500 Coulomb (2 F).

- De Al³⁺ In waterige oplossing wint het drie elektronen in de kathode en deponeerde 1 mol van de metalen, consumeren 3 mol elektronen die overeenkomen met een belasting van 3 × 96.500 Coulomb (3 F).

Numeriek voorbeeld van elektrolyse

Bereken de koperen massa (Cu) die wordt afgezet in de kathode tijdens een elektrolyseproces, met de stroomintensiteit van 2,5 ampère (C/S of A) die is toegepast gedurende 50 minuten. De stroom circuleert door een koperoplossing (ii). Atomisch gewicht van Cu = 63,5 g/mol.

De vergelijking van de reductie van koperionen (II) tot metaalkoperen is als volgt:

Kan u van dienst zijn: basisoxiden

Cu²⁺    +     2 e^-=> Cu

63,5 g Cu (atoomgewicht) worden in de kathode afgezet voor elke 2 mol elektronen die gelijkwaardig zijn aan 2 (9,65 · 10⁴ Coulomb/mol). Dat wil zeggen 2 Faraday.

In het eerste deel wordt het Coulomb -nummer dat door de elektrolytische cel gaat, bepaald. 1 ampère is gelijk aan 1 coulomb/tweede.

C = 50 min x 60 s/min x 2,5 c/s

7.5 x 10³ C

Dus, om de koperen massa te berekenen die is afgezet door een elektrische stroom die 7,5 x 10 levert³ C Faraday's constante wordt gebruikt:

G Cu = 7,5 · 10³C x 1 mol e^-/9.65 · 10⁴ C x 63,5 g cu/2 mol e^-

2.47 g Cu

Faraday -wetten voor elektrolyse

Eerste wet

De massa van een stof die in een elektrode is afgezet, is recht evenredig met de hoeveelheid elektriciteit die naar de elektrode is overgebracht. Dit is een geaccepteerde verklaring van de eerste wet van Faraday, die onder andere de volgende verklaringen bestaat:

De hoeveelheid van een stof die oxidatie of reductie in elke elektrode ervaart, is recht evenredig met de hoeveelheid elektriciteit die door de cel gaat.

De eerste wet van Faraday kan als volgt wiskundig worden uitgedrukt:

m = (q/f) x (m/z)

M = massa van de stof die in de elektrode is afgezet (gram).

Q = elektrische lading die door de oplossing ging in Coulomb.

F = Faraday Constant.

M = Atomisch gewicht van het element

Z = Valencia nummer van het element.

M/Z vertegenwoordigt het equivalente gewicht.

Tweede wet

De verminderde of geoxideerde hoeveelheid van een chemische stof op een elektrode is evenredig met het equivalente gewicht ervan.

De tweede wet van Faraday kan als volgt worden geschreven:

m = (q/f) x peq

Gebruik bij de schatting van het elektrochemische evenwichtspotentieel van een ion

De kennis van het elektrochemische evenwichtspotentieel van de verschillende ionen is belangrijk in elektrofysiologie. Het kan worden berekend door de volgende formule toe te passen:

Kan u van dienst zijn: kolomchromatografie

Vion = (rt/zf) ln (c1/c2)

Vion = elektrochemisch evenwichtspotentieel

R = gasconstante, uitgedrukt als: 8.31 J.mol^-1. K

T = temperatuur uitgedrukt in Kelvin -graden

Ln = Natuurlijke of Neperian Logaritm

Z = Valencia del ion

F = Faraday Constant

C1 en C2 zijn de concentraties van hetzelfde ion. C1 kan bijvoorbeeld de concentratie van het ionen in het buitenland en C2 zijn, zijn concentratie in de cellulaire.

Dit is een voorbeeld van het gebruik van de constante van Faraday en omdat de oprichting ervan zeer nuttig is geweest op tal van onderzoeksgebieden en kennis.

Referenties

1. Faraday Constant. Opgehaald van.Wikipedia.borg
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008). Chemie (8.ª ED.)). Cengage leren.
3. Giunta C. (2003). Faraday electochemie. Web hersteld.Lemoyne.Edu