Определение электрохимического эквивалента вещества, заряда иона и числа Фарадея: Методическое пособие к лабораторной работе № 8, страница 3

 

т.е. в этом случае степень диссоциации обратно пропорциональна корню квадратному из концентрации раствора.

§ 3. Законы электролиза Фарадея

Закон электролитической проводимости был эксперимента-льно установлен Фарадеем в 1836 году.

Пусть в сосуд налит водный раствор медного купороса CuSO₄  и в него опущены два электрода: К – угольный и А – мед-ный. К электродам присоединена батарея, причём угольный элек-трод К соединён с отрицательным полюсом батареи, а медный электрод А – с положительным. Тогда между электродами в растворе образуется электрическое поле. Под влиянием этого поля ионы начут двигаться. Через раствор пойдёт электрический ток.

Положительные ионы меди Cu⁺⁺ дви-жутся к катоду и там выделяются в качестве атомов меди. Отрицательные ионы  движутся к аноду. Нейтрали-зовавшись у анода, ионы  вступают с ним в химическую реакцию и образуют вновь молекулы медного купороса

где  е – электрон, перешедший на анод. Эти образовавшиеся молекулы медного купороса снова переходят в раствор.

В результате количество медного купороса в растворе остаётся неизменным: на катоде выделяется медь, а медь с анода, вступая в химическую реакцию с ионом SO₄ переходит в раствор.

Этот пример показывает, что с одной стороны, проводимость электролита обусловлена движением ионов, на которые диссоциированы молекулы растворённого вещества, а с другой – что на электродах не обязательно выделяются составные части растворённого вещества. Конечный результат электролиза зависит от химических реакций, оторые происходят в местах выделения ионов. Эти реакции называют вторичными. Очевидно, что характер вторичных реакций определяется не только природой раствора, но и материалом из которого сделаны электроды. Так при электролизе водного раствора серной кислоты H₂SO₄ в случае свинцовых электродов на катоде выделяется газообразный водород, а на аноде начинает выделяться ион  , который вступая в реакцию с материалом анода, образует сульфат свинца

В случае платиновых электродов на катоде попрежнему выделяться газообразный водород. Ион же  , выделяющий-ся у анода, не вступает в реакцию с платиной, а вступает в реакцию с водой, причём оеакция будет протекать в виде

т.е. вновь образуется серная кислота, а у анода выделяется газообразный кислород.

Первый закон Фарадея относится к связи между количеством выделяющегося на электроде вещества, силой тока и временем его прохождения через электролит. Этот закон имеет следующую формулировку: масса выделевшегося на электроде вещества пропорциональна силе тока и времени его прохождения

где  k– коэффициент пропорциональности, зависящий только от рода выделяющегося вещества (состава электролита).

Заменяя  I t = Q , получим

 

т.е. масса выделившегося вещества пропорциональна прошедшему через электролит количеству электричества. Коэффициент  k  называется электрохимическим эквивалентом выделяемого вещества.

Т.к. при  Q = 1  численно имеем  M = k , то, следовательно, электрохимический эквивалент численно равен массе вещест-ва, выделяющегося при прохождении через электролит едини-цы количества электричества. Из этого следует, что электрохимический эквивалент имеет размерность  кг / Кл .

Второй закон Фарадея утверждает, что электрохимичес-кий эквивалент пропорционален химическому эквиваленту данного вещества