Выход по току. Применение закона Фарадея к расчету скорости обработки металлов

Лекция 2. Законы Фарадея и скорость электрохимического процесса

Электрохимические реакции – это гетерогенные химические реакции, протекающие на границе раздела различных фаз, сопровождающиеся переносом зарядов через эту границу.

Все электрохимические реакции при своей записи должны содержать в левой или правой части электроны, потому что происходит их перенос при протекании реакции.

Первое, что необходимо знать - это скорость реакции:

V_m = d∆m/dt, (2.1)

где V_m - количество вещества, перешедшее через границу в единицу времени.

Обозначим через N число ионов, перешедших в раствор, а через Q - полный заряд иона, получающегося в результате реакции

Ме Ме ⁺ⁿ+n , (2.а)

где - элементарный заряд, заряд электрона. Тогда

N = Q/ne. (2.2)

Учитывая, что масса иона а равна атомной массе М, деленной на число Авогадро N_a, получим:

∆m = aN =MQ/N_a n (2.3)

Произведение N_a – это произведение двух фундаментальных постоянных (числа Авогадро и заряда электрона). Это произведение носит название константы Фарадея F = 96500 Кл/моль = 26,8 А·час/моль.

Тогда:

∆m = Q = It, (2.4)

где I - ток, t - время, Q - количество электричества. Уравнение (2.4) представляет собой т.н. объединенный закон Фарадея.

Масса вещества, перешедшая в раствор (или выделившаяся на катоде) пропорциональна заряду, прошедшему через систему:

∆m = CQ (2.5)

C = (2.6)

Величина С носит название электрохимического эквивалента (размерность г/Кл; г/А час).

Закон Фарадея является простым следствием атомарной природы вещества. Величие этого закона природы в том, что благодаря ему осуществляется связь между микромиром (заряд иона, единичный заряд) и макромиром (вес осадка на электроде, количество прореагировавшего вещества).

Отношение носит название химического эквивалента.

Дата добавления: 2014-01-13