Материальный баланс электрохимических реакций.

Законы Фарадея

Законы Фарадея – это частный случай применения закона эквивалентов к электрохимическими реакциям, в которых одним из «реагентом» оказываются электроны. В общем виде этот закон можно описать следующим уравнением:

= (14.1)

Х – вещество, окисленное или восстановленное при электролизе;

m(X) – масса этого вещества в граммах;

M(X) – молярная масса этого вещества;

f_экв – фактор эквивалентности вещества (определяется по уравнению

реакции);

I – сила тока (в Амперах или Кулон/с);

Z_e – заряд электрона (1,6·10^–19 Кулон);

N_A – число Авогадро (6,02·10²³ моль^–1);

τ – время электролиза (в секундах).

Таким образом, закон эквивалентов применительно к электрохимическим реакциям можно сформулировать следующим образом:

Сколько моль электронов участвовало в реакции, столько же моль

эквивалента вещества окислится на аноде и восстановится на катоде.

В числителе правой части уравнения (14.1) произведение I·τ – это величина заряда (в Кулонах), пропущенного через электролит, а в знаменателе Z_e·N_A – это заряд одного моля электронов: 1,6·10^–19·6,02·10²³ = 96484 96500 Кл/моль – число Фарадея.

Если в реакции восстанавливаются (окисляются) металлы, то уравнение (14.1) преобразуется в следующее:

= (14.2)

Если в реакции окисляются или восстанавливаются газообразные вещества, то получим уравнение

= (14.3)

V(X) – объем газа, л,

V_m – молярный объем