Количественные соотношения при электролизе были исследованы английским физиком М. Фарадеем и описаны двумя законами.
Первый закон Фарадея. Масса веществ, выделяющихся на электродах, прямо пропорциональна количеству электричества, прошедшего через электролит.
m = k· Q, где
Q - количество электричества (Кл),
k - константа, электрохимический эквивалент.
Так как Q = I· t, то m = k· I· t, где
I - сила тока в амперах (А);
t - продолжительность электролиза в секундах (с).
Второй закон Фарадея. Равные количества электричества выделяют при электролизе из различных электролитов эквивалентные количества вещества.
nэк.(A) = nэк.(B) или
Для восстановления на катоде и окисления на аноде 1 моль эквивалентов вещества через электролит должно пройти 96500 кулонов электричества. Это количество электричества называют числом Фарадея (F).
F = I· t = 96500 Кл/моль.
Оба закона можно свести в одну формулу:
где m - масса вещества (г);
Mэк. - молярная масса эквивалентов выделившегося вещества (г/моль); где M - молярная масса выделившегося вещества (г/моль);
Z - число эквивалентности, равное числу электронов, участвующих в процессе окисления или восстановления на электродах при получении 1 моль вещества.
Если необходимо рассчитать объем газа, выделившегося в процессе электролиза, то выражение законов Фарадея может быть записано следующим образом
где V° - объем выделившегося газа при н.у., (л);
Vэк. - молярный объем эквивалентов газа (л/моль);
где Vm - молярный объем газа, равный 22.4 л/моль.
В случае параллельных процессов часть количества электричества расходуется на выделение одного вещества, часть - на выделение другого. Доля общего количества электричества (в процентах), которая расходуется на выделение одного из веществ, называется выходом по току этого вещества:
Где ВТ - выход по току вещества А;
QА - количество электричества, израсходованное на превращение вещества А;
Q - общее количество электричества, прошедшее через электрод.
Так как по первому закону Фарадея
m = k· Q, то
Где mА - масса реально выделенного вещества А на электроде;
m - теоретическая масса вещества А, рассчитанная по закону Фарадея.
Получение метилового эфира монохлоруксусной кислоты
...
Окись этилена
Окись
этилена является одним из наиболее крупнотоннажных продуктов органического
синтеза, получаемых на основе этилена. Производные окиси этилена (гликоли и их
эфиры, этаноламины, поверхнос ...
Пластические массы
Термин
"пластические массы" появился в конце XIX в. Первые промышленные материалы
были изготовлены на основе нитроцеллюлозы (1862-65) и казеина (1897). Развитие
современных реакто ...