С чего начать, когда собираешься говорить о «началах», пусть эти «начала» не носят космический характер, а касаются условно очерченной области знания – электрохимии? Наверно, стоит сказать пару слов о том, что было «до».
Итак, Англия, 1820-1830 гг.
Вы английский физик Майкл Фарадей. Вычитав из подписных изданий о химическом источнике электрической энергии Александра Вольта, вам в голову то и дело закрадываются вопросы: а в чем связь между химией и электричеством? Как две металлические пластинки и кусочек влажной ткани между ними отклоняют стрелку на гальванометре? Но это все так... между делами, между лекциями и экспериментами по электромагнитной индукции, где тоже две субстанции – магнитная и электрическая – переходит друг в друга. Но с ними вам все более-менее ясно и гипотезы сходятся с экспериментами, и математика сама льется на бумажный лист.
Может и между химией и электричеством тоже есть строгая математика?
Закончив с основными экспериментами по электромагнетизму, вы начинаете в своем лабораторном журнале новую серию экспериментов, нумеруя каждый опыт, регистрируя каждое действие и фиксируя на бумаге наблюдаемые эффекты и явления. А суть экспериментов по-детски наивна: два электрода, раствор электролита и источник электрической энергии по чертежам Вольта. И так сотни и тысячи комбинаций металлов и электролитов. И к 1833 году кусочки этого пазла начинают складываться.
Во-первых, вы отмечаете, что в ходе эксперимента на электродах образуется металлический нарост или выделяется газ. Масса (m) этих продуктов (с металлами проще) пропорционально связана с временем проведения процесса (t) и силой тока (I), протекающего в цепи.
Во-вторых, и это даже интереснее первого, масса продукта реакции зависит от химического элемента. Так пропуская одинаковый ток одинаковое время через растворы солей кадмия (Cd) и никеля (Ni), вы обнаруживаете, что осадок кадмия на катоде весит почти в два раза больше, чем осадок никеля. Примерно во столько же раз отличаются их атомные массы (А), замечаете вы, просматривая результаты экспериментов.
Но должно быть что-то общее в этих процессах – и это та порция электричества, которая идет на превращения иона в металл. И вы находите ее проведя эксперименты для одно- двух- и трех ионизированных частиц – ионов серебра (Ag+), меди (Cu++) и золота (Au+++). И с пугающей точностью расчеты каждый раз приводят вас к числу 26.8 ампер-час или 96480 кулон для осаждения (образования) 1 моля вещества.
И вот одним туманным днем 1834 года вы выводите этот такой простой, но такой честный закон, скромно назвав, полученную константу буквой F:
#true_elchem
#наука #электрохимия #электролит #гальваника #интересно #нонфикшен #Фарадей #электролиз #закон #флешбэк
#science #electrochemistry #electrolyte #electroplating #interesting #nonfiction #Faraday #electrolysis #law #galvanizing #flashback