Законы электролиза

С количественной стороны процесс электролиза был впервые изучен в тридцатых годах XIX века английским физиком Майклом Фарадеем (1791-1867), который установил два закона электролиза:

1. Масса образующегося при электролизе вещества пропорциональна количеству электричества прошедшего через раствор или расплав электролита;

2. При электролизе различных химических соединений равные количества электричества приводят к образованию на электродах эквивалентных количеств разных веществ.

Для выделения при электролизе одного эквивалента вещества необходимо затратить 96500 кулонов. Величина 96500 Кл/моль называется постоянной Фарадея (F). Так при пропускании 96500 кулонов электричества через раствор CuCℓ₂ на катоде выделяется один моль-эквивалента меди (31,77 г) и одновременно на аноде выделяется одна молярная масса эквивалента хлора (35,45 г).

Законы Фарадея можно выразить уравнением

m= М_эIt/F = М_эIt/96500 или V = V_эIt/F = V_эIt/96500,

где m(V) –масса (объем) окисленного или восстановленного вещества, г (дм³); М_э (V_э) - молярная масса (объем эквивалента), г/моль (дм³); I - сила тока, А; t - продолжительность электролиза, с.

Если It = 1 Кл, то масса выделившегося вещества составит М_э/F = Е. Величина Е называется электрохимическим эквивалентом вещества окисляющегося или восстанав­ливающегося на электродах при прохождении через электролит 1 Кл электричества. Масса эквивалента связана с электрохимическим эквивалентом М_э = ЕF.

При практическом проведении электролиза расход тока превышает количество его, рассчитанное согласно закону Фарадея. Происходит это вследствие протекания тех или иных побочных процессов, поэтому в электрохимии используют понятие выход по току (η, %). Выход по току отношение массы полученного веществ(m_практ) к массе, теоретически вычисленной (m_теoр)

η = (m_практ/m_теор)100%