Leĝo de Faraday
El Vikipedio
La Leĝo de Faraday
Kiam oni pasas elektran kurenton tra iu interfaco metalo/elektrolito, okazas kemiaj reakcioj de oksidiĝo aŭ reduktiĝo, en kiuj la metalo povas aŭ ne partopreni. Ekzemple, kiam la pozitiva elektra kurento pasas tra iu interfaco de metala arĝenta elektrolito mergita en solvaĵo de arĝenta salo, elektronoj fluas tra la interfaco kontraŭdirekte al la kurento kaj samtempe jonoj de arĝento fluas direkte al la interno de la solvaĵo, okazigante la jenan reakcion:
Ag > Ag(+) + e(-) [1]
Ekzistas aliaj eblecoj. Tio estas la situacio de elektrodo, kiu ne partoprenas de la reakcio. Ekzemple, en platino aŭ karbono mergitaj en ferikaj jonoj, okazas la jena reakcio:
Fe(3+) > Fe (2+) + e(-)
La konkludo de tiuj prezentitaj ekzemploj povas esti resumita jene: "la kurenta fluo de metala al elektrolika konduktilo, aŭ inverse, estas ĉiam akompanata de iu elektrokemia reakcio". Tiu estas la ĝenerala formo de la Leĝo de Faraday.
Kvantece, Faraday ankaŭ proponas sian leĝon jene: "la magnitudo de la kemia efiko, en kemiaj ekvivalentoj, estas tiom ĉe la metala surfaco, kiom ĉe la elektrolita solvaĵo kaj estas determinata de la trapasanta elektrokvanto". Pli eksplicite, oni povas diri, ke unu ekvivalento da elektronoj fluantaj tra la interfaco egalas al gramo-ekvivalento de la speco envolvita dum la elektrolita proceso de oksidado aŭ reduktado. La koresponda ŝargo al tiu ekvivalento da elektrono estas tradicie konata per la nomo de la aŭtoro de la leĝo (Faraday) kaj korespondas matematike al:
F=Ne
kie "F" estas Konstanto de Faraday, "N" estas la Konstanto de Avogrado kaj "e" estas la ŝargo de la elektrono. Anstataŭigante la "N" kaj "e", oni facile alvenas al la valoro F=96500 C (Kulomboj).
Do, dum elektrolizo, kiam la kurento estas tenata konstanta, la maso de la envolvita materialo en ĉiuj elektrolikaj procesoj povas esti kalkulata de la jena ekvacio:
m=Eq.I.t/F
kie "I" estas la elektra kurento, "t" estas la tempo kaj "Eq" la gramo-ekvivalento de la speco envolvita dum elektrolita proceso, tio estas:
Eq=mol/n
kie "n" estas la nombro da elektronoj envolvitaj dum la elektrokemia reakcio.
