Faradėjaus pastovūs eksperimentiniai aspektai, pavyzdžiui, naudoja



The Faradėjaus konstanta tai yra kiekybinis elektros energijos vienetas, kuris atitinka vieno molio vieno elektrodo pelę arba praradimą; ir todėl 6,022 · 1023 elektronai.

Ši konstanta taip pat yra raidė F, vadinama Faradėja. F lygus 96,485 coulomb / mol. Iš spindulių dangaus spindulių išgaunama elektros energijos kiekio, kuris yra F, kiekis.

Coulombas (c) apibrėžiamas kaip įkrovos kiekis, einantis per tam tikrą laidininko tašką, kai 1 srovė elektros srovės teka per sekundę. Be to, vienas srovės amperas lygus vienam coulombui per sekundę (C / s).

Kai srautas yra 6 022 · 1023 elektronai (Avogadro numeris), galite apskaičiuoti elektros krūvio kiekį, kuriam jis atitinka. Kaip gali?

Žinant atskirų elektronų krūvį (1,602 · 10)-19 coulomb) ir padauginkite jį pagal NA, Avogadro numerį (F = Na · e-). Rezultatas, kaip apibrėžta pradžioje, yra 96,485,3365 C / mol e-, suapvalinta iki 96,500C / mol.

Indeksas

  • 1 Faradėjaus konstantos eksperimentiniai aspektai
    • 1.1 Michael Faraday
  • 2 Ryšys tarp elektronų molių ir Faradėjaus konstantos
  • 3 Skaitinis elektrolizės pavyzdys
  • 4 Faradėjaus elektrolizės įstatymai
    • 4.1 Pirmasis įstatymas
    • 4.2 Antrasis įstatymas
  • 5 Naudojamas įvertinti elektrocheminį jonų potencialą
  • 6 Nuorodos

Faradėjaus konstantos eksperimentiniai aspektai

Galima žinoti, kiek elektronų yra pagamintų ar suvartotų elektronų molių, nustatant elemento, kuris elektrolizės metu yra nusodintas katode arba anode, kiekį..

Faradėjaus konstantos vertė buvo apskaičiuota pasveriant elektrolizėje nusodintą sidabro kiekį tam tikra elektros srovė; katodo svėrimas prieš ir po elektrolizės. Be to, jei žinoma elemento atomo masė, galima apskaičiuoti ant elektrodo nusodinto metalo molių skaičių..

Kaip žinoma, kad elektrolizės metu į katodą nusodinto metalo molių ir proceso metu perduotų elektronų skaičiaus santykis, galima nustatyti ryšį tarp pateikto elektros krūvio ir skaičiaus. perduotų elektronų molių.

Nurodytas santykis suteikia pastovią vertę (96,485). Vėliau ši vertė buvo pavadinta, pagerbdama Faradėjaus anglų kalbos tyrinėtoją.

Michael Faraday

Britų tyrinėtojas Michaelas Faradėjus gimė 1732 m. Rugsėjo 22 d. Newingtone. Jis mirė Hamptone, 1867 m. Rugpjūčio 25 d., 75 metų amžiaus..

Studijavo elektromagnetizmą ir elektrochemiją. Jo atradimai apima elektromagnetinį indukciją, diamagnetizmą ir elektrolizę.

Ryšys tarp elektronų molių ir Faradėjaus konstantos

Toliau pateikti trys pavyzdžiai iliustruoja ryšį tarp perduotų elektronų ir Faradėjaus konstantų.

Na+ vandeniniame tirpale katonas patenka į elektroną ir 1 mol metalo Na kaupiamas, suvartojant 1 molą elektronų, atitinkančių 96,500 coulomb apkrovą (1 F)..

Mg2+ vandeniniame tirpale katodoje įgyja du elektronus, o 1 molas metalo Mg kaupiamas, vartojant 2 molus elektronų, atitinkančių 2 × 96,500 coulomb apkrovą (2 F)..

Al3+ vandeniniame tirpale katodas padidina tris elektronus ir deponuojamas 1 molis metalinio Al, kuris sunaudoja 3 molius elektronų, atitinkančių 3 × 96 500 coulomb (3 F) įkrovą..

Skaitinis elektrolizės pavyzdys

Apskaičiuokite vario (Cu) masę, kuri elektrolizės metu yra nusodinta katode, esant 50 minučių srovės intensyvumui (C / s arba A). Srovė cirkuliuoja per vario (II) tirpalą. Cu atominė masė = 63,5 g / mol.

Vario (II) jonų redukavimo metalo vario lygtis yra tokia:

Cu2+    +     2 e-=> Cu

63,5 g Cu (atominis svoris) kasetėje kaupiama kas 2 elektronų molai, lygūs 2 (9,65 · 10)4 coulomb / mol). Tai yra, 2 Faradėjaus.

Pirmojoje dalyje nustatoma elektrolitinėje ląstelėje einančių kulonų skaičius. 1 amperas lygus 1 coulomb / sek.

C = 50 min x 60 s / min x 2,5 C / s

7,5 x 103 C

Tada, apskaičiuojant vario masę, nusodintą elektros srovėje, tiekiančioje 7,5 x 103  C Faradėjaus konstanta naudojama:

g Cu = 7,5 · 103C x 1 mol e-/ 9.65 · 104 C x 63,5 g Cu / 2 mol e-

2,47 g Cu

Faradėjaus įstatymai dėl elektrolizės

Pirmasis įstatymas

Ant elektrodo nusodintos medžiagos masė yra tiesiogiai proporcinga elektrai perduodamos elektros energijos kiekiui. Tai yra pirmasis Faradėjaus įstatymo patvirtinimas, kuris, be kitų pareiškimų, yra toks:

Medžiagos, kuri po kiekvieno elektrodo oksiduojasi arba sumažėja, kiekis yra tiesiogiai proporcingas elektros energijos kiekiui, kuris eina per ląstelę.

Pirmasis Faradėjaus įstatymas gali būti matematiškai išreiškiamas taip:

m = (Q / F) x (M / z)

m = prie elektrodo nusodintos medžiagos masė (gramais);.

Q = elektrinis įkrovimas, praeinantis per tirpalą coulomb.

F = Faradėjaus konstanta.

M = elemento atominė masė

Z = elemento valencijos numeris.

M / z reiškia ekvivalentišką svorį.

Antrasis įstatymas

Sumažintas arba oksiduotas cheminės medžiagos kiekis elektrode yra proporcingas jo ekvivalentiniam svoriui.

Antrąjį Faradėjaus įstatymą galima parašyti taip:

m = (Q / F) x PEq

Naudojamas apskaičiuojant jonų elektrocheminį pusiausvyros potencialą

Elektrofiziologijoje svarbu žinoti įvairių jonų elektrocheminį pusiausvyros potencialą. Jis gali būti apskaičiuojamas taikant šią formulę:

Vion = (RT / zF) Ln (C1 / C2)

Vionas - jonų elektrocheminis pusiausvyros potencialas

R = dujų konstanta, išreikšta 8,31 J.mol-1. K

T = temperatūra, išreikšta Kelvino laipsniais

Ln = natūralus arba neperinis logaritmas

z = jonų valencija

F = Faradėjaus konstanta

C1 ir C2 yra tos pačios jonų koncentracijos. C1 gali būti, pavyzdžiui, jonų koncentracija ląstelių išorėje ir C2, jo koncentracija ląstelių interjere.

Tai yra Faradėjaus pastovaus naudojimo pavyzdys ir kaip jos sukūrimas buvo labai naudingas daugelyje mokslinių tyrimų ir žinių sričių.

Nuorodos

  1. Vikipedija. (2018). Faradėjaus pastovus. Gauta iš: en.wikipedia.org
  2. Praktikos mokslas. (2013 m. Kovo 27 d.). Faradėjaus elektrolizė. Susigrąžinta iš: practicaciencia.blogspot.com
  3. Montoreano, R. (1995). Fiziologijos ir biofizikos vadovas. 2da Leidimas Redakcijos Clemente redaktoriai C.A.
  4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemija (8-asis red.). Mokymosi mokymas.
  5. Giunta C. (2003). Faradėjaus elektrochemija. Gauta iš: web.lemoyne.edu