Электрохимические законы Фарадея были опубликованы в 1936 г. Они были открыты экспериментально в электрохимических исследованиях Майкла Фарадея в 1833-1834 годах и стали серьезным доводом в пользу дискретности вещества и электричества. Майкл Фарадей ввел такие основополагающие понятия в электрохимии как электрод, электролит, анод, катод, анион, катион.
Первый закон Фарадея: если на электроде протекает одна и только одна электрохимическая реакция, то изменение масс реагентов прямо пропорционально количеству прошедшего электричества:
Часто расчет массы производится на единицу площади поверхности электрода( поверхность раздела между двумя фазами), тогда вместо общей силы тока в формулу расчета подставляют плотность тока, т.е. силу тока, проходящего через единицу поверхности электрода.
В лабораторном химическом анализе широко распространена кулонометрия - электрохимический метод анализа, основанный на измерении электрического заряда при электрохимических окислительно-восстановительных реакциях. Так, кулонометрическое титрование широко применяется для для исследования химических реакций и для определения продуктов, полученных в результате химических процессов.
Второй закон Фарадея: В электрохимических превращениях молярной массы эквивалента любых веществ участвует одинаковое количество электричества. Количество электричества, необходимое для превращения молярной массы эквивалента вещества, называют числом Фарадея.
Подробнее и с примерами можно посмотреть в уроках замечательного цикла открытых занятий по физике видеоархива Ришельевского лицея:
Кажущиеся отклонения от законов Фарадея обсусловлены следующими процессами:
- На электроде протекает не один, а два или больше электрохимических
процессов.
- На электроде могут протекать побочные химические процессы.
- При расчетах может быть неточно определен электрохимический
эквивалент вещества.
- Могут возникать чисто технические ошибки: потери получаемого
продукта за счет его осыпания с электрода, коротких замыканий в
электрической цепи и т.п.
Кажущиеся отклонения от законов Фарадея характеризуются показателем, который называется выходом по току (ВТ). Выход по току - это отношение электрического заряда , затраченного на образование основного (как говорят, целевого) продукта ко всему прошедшему количеству электричества.
В заключение обращаем ваше внимание на прекрасную лекцию об истории электротехники от российского производителя современного электротехнического оборудования компании EKF:
Проект Россия Страна Ученых - это открытые городские экскурсии с аудиогидами, посвященные жизни и деятельности российских ученых, изобретателей, организаторов науки, основателей наукоемких производств и учебных учреждений, а также ботанические и геохимические экскурсии.