«Фарадея законы»

количественные законы Электролиза, открытые М. Фарадеем (См. Фарадей) (1833 – 34). Ф. з. выражают связь между количеством прошедшего через электролит электричества, массой и химической природой (через эквиваленты химические (См. Эквивалент химический)) веществ, претерпевших превращение на электродах, 1-й Ф. з.: массы т превращенных веществ пропорциональны количеству электричества q, прошедшего через электролит, 2-й Ф. з.: массы различных веществ, превращенных в результате прохождения через электролит одного и того же количества электричества, пропорциональны химическим эквивалентам А этих веществ. Из второго Ф. з. следует, что для выделения электрическим током 1 г-экв. различных веществ необходимо одно и то же количество электричества, называемое Фарадея числомF. Математически Ф. з. можно записать в виде одного уравнения т =(A/F) q = kq (коэффициент k = A/Fназывается электрохимическим эквивалентом). Оба Ф. з. абсолютно точны, если ионами электролита переносится всё прошедшее через него количество электричества. Наблюдаемые в некоторых случаях отклонения от этих законов могут быть связаны с неучтенными побочными электрохимическими реакциями (например, выделение газообразного водорода при электроосаждении некоторых металлов) или с частичной электронной проводимостью (например, при электролизе некоторых расплавов).

Лит.: Фарадей М., Экспериментальные исследования по электричеству, пер. с англ., т. 1, [М.], 1947, с. 176–226, 265–346, См. также лит. при статьях Электрохимия, Электролиз.

И. А. Кузнецов.

ФАРАДЕЯ ЗАКОНЫ

электролиза, (см. ЭЛЕКТРОЛИЗ).

основные законы электролиза, отражающие общий закон сохранения в-ва в условиях протекания злектрохим. р-ции. Установлены M. Фарадеем в 1833-34. Согласно 1-му закону, масса в-ва т, прореагировавшего в процессе электролиза, прямо пропорциональна силе тока I и времени электролиза t, т. е. кол-ву пропущенного электричества Q = It (предполагается, что I не зависит от t; в противном случае масса тпропорциональна где t₁ и t₂- моменты включения и выключения тока). Согласно 2-му закону, для разных электродных процессов при одинаковом кол-ве пропущенного электричества Qмассы прореагировавших в-в относятся друг к другу так же, как эквиваленты химические этих в-в. Оба Ф. з. объединяются одним ур-нием:

где M - мол. м. в-ва, участвующего в электролизе, z- число элементарных зарядов, соответствующее превращению одной молекулы этого в-ва, 1/F- коэф. пропорциональности, общий для всех в-в, F - Фарадея постоянная, равная 96484,56 Кл/моль.

Ф. з. относятся к числу строгих законов, но в ряде случаев могут наблюдаться кажущиеся отклонения от них, вызываемые след. причинами: 1) в нестационарных условиях электролиза часть электричества затрачивается на заряжение двойного электрического слоя;2) если электролит обладает электронной проводимостью (напр., р-р металлич. Na в жидком аммиаке), то часть тока через электролит переносят электроны, а не ионы, и соответствующее кол-во электричества не участвует в процессе электролиза; 3) наряду с основным процессом электролиза, напр, образованием металлич. Zn по р-ции Zn²⁺ + 2е Zn, часть тока может затрачиваться на протекание параллельных электрохим. р-ций, напр.: 2H₃O⁺ + 2е = H₂ + 2H₂O; O₂ + 4е + 4H₃O⁺ = 6H₂O. Системы, в к-рых полностью исключены указанные причины кажущихся отклонений от Ф. з., получили назв. кулонометров; их использование позволяет по кол-ву образовавшихся продуктов электролиза точно определить кол-во пропущенного электричества. В кулонометрах обычно применяют электрохим. р-ции Ag⁺ + е = Ag или 3I^- = I₃^- + 2е.

Ф. з. сыграли важную роль в понимании природы хим. связи и развития атомно-молекулярной теории. Их используют при выводе всех ур-ний, описывающих электрохим. превращения B-B на границах раздела проводников 1-го и 2-го рода (см. Электрохимическая кинетика). Практич. применение Ф. з. находят в кулонометрии, а также при определении выхода р-ции по току, т. е. отношения теоретич. кол-ва электричества, рассчитанного на основе Ф. з., к кол-ву электричества, реально затраченному на получение данного в-ва в процессе электролиза.

Лит.: Антропов Л. И., Теоретическая электрохимия, 4 изд., M., 1984, с. 278-86. Б. Б. Дамаскин.

Фараде́я зако́ны

основные количественные законы электролиза, согласно которым массы m превращённых веществ пропорциональны количеству прошедшего через электролит электричества q (1-й Фарадея закон) и химическому эквиваленту А вещества (2-й Фарадея закон). Математически могут быть записаны в виде одного уравнения:m = (A/F)q = kq,где F — постоянная Фарадея, k = А/F — электрохимический эквивалент. Эмпирически установлены М. Фарадеем в 1833—34.

* * *

ФАРАДЕ́Я ЗАКО́НЫ, основные количественные законы электролиза, согласно которым массы m превращенных веществ пропорциональны количеству прошедшего через электролит электричества q (1-й закон Фарадея) и химическому эквиваленту A вещества (2-й закон Фарадея). Математически могут записаны в виде одного уравнения:

m = (A/F)q — kq,

где F — постоянная Фарадея, k = A/F — электрохимический эквивалент. Эмпирически установлены М. Фарадеем в 1833—34.

осн. законы электролиза. 1-й закон: масса т в-ва, выделившегося на электроде при прохождении электрич. тока, прямо пропорциональна значению О электрич. заряда, пропущ. через электролит. 2-й закон: отношение масс разл. в-в, претерпевающих превращения на электродах при прохождении одинаковых электрич. зарядов, равно отношению химических эквивалентов этих в-в. Ф. з. можно выразить в виде: т = kQ = (M/Fn)Q, где k - электрохимический эквивалент в-ва, выделившегося на электроде, М и n - молярная масса и валентность ионов этого в-ва, F - Фарадея постоянная.

осн. количеств. законы электролиза, согласно к-рым массы т превращённых в-в пропорциональны кол-ву прошедшего через электролит электричества q (1-й Ф.з.) и хим. эквиваленту А в-ва (2-й Ф.з.). Математически могут быть записаны в виде одного ур-ния: m = (A/F)q=kq, где F - постоянная Фарадея, k=A/F - электрохим. эквивалент. Эмпирически установлены М. Фарадеем в 1833-34.