Jak liczy się masa z prawa Faradaya?
Elektroliza przelicza ładunek na materię w stałym kursie. Mol elektronów niesie 96 485 kulombów i wydziela dokładnie tyle jonów, na ile ten ładunek wystarczy. Cała trudność siedzi w wartościowości: jon miedzi potrzebuje dwóch elektronów, a jon srebra jednego, więc ten sam prąd płynący tyle samo czasu wydzieli ponad trzy razy więcej gramów srebra. Dlatego przed liczeniem trzeba wiedzieć, jaki jon siedzi w roztworze.
Wzór i przykład
masa = natężenie × czas × masa molowa ÷ (liczba elektronów × 96 485)
- Prąd o natężeniu 2 A płynie przez godzinę, czyli 3 600 sekund.
- Ładunek wynosi 2 × 3 600 = 7 200 kulombów.
- To 7 200 ÷ 96 485 = 0,07462 mola elektronów.
- Miedź odbiera dwa elektrony na jon, więc powstaje 0,03731 mola metalu.
- Po pomnożeniu przez masę molową 63,546 wychodzi 2,371 grama miedzi.
| Substancja | Elektrony na jon | Masa z 7 200 C |
|---|---|---|
| Srebro | 1 | 8,0494 g |
| Miedź | 2 | 2,371 g |
| Cynk | 2 | 2,4394 g |
| Glin | 3 | 0,67114 g |
| Wodór | 2 | 0,07522 g |
Masę molową dowolnego związku poda kalkulator masy molowej, liczbę moli w roztworze kalkulator stężenia molowego, a ładunek i natężenie w obwodzie kalkulator prawa Ohma.
Najczęstsze pytania
Ile miedzi wydzieli prąd 2 A w ciągu godziny?
2,371 grama. Ładunek wynosi 7 200 kulombów, co odpowiada 0,07462 mola elektronów, a przy wartościowości dwa daje 0,03731 mola miedzi.
Dlaczego przy srebrze wychodzi więcej gramów niż przy miedzi?
Bo srebro odbiera jeden elektron na jon, a miedź dwa. Ten sam ładunek 7 200 kulombów wydziela 8,0494 grama srebra i tylko 2,371 grama miedzi.
Ile prądu potrzeba na jeden gram miedzi?
Przy natężeniu 2 A trwa to 25,3 minuty. Ładunek na gram miedzi wynosi 3 036 kulombów, czyli dwa mole elektronów na mol metalu.
Ile wodoru daje elektroliza wody?
Ładunek 7 200 kulombów wydziela 0,07522 grama wodoru, czyli 0,8363 litra w warunkach normalnych. Tlenu powstaje przy tym dokładnie połowa tej objętości.
Jak gruba wyjdzie powłoka galwaniczna?
Dla miedzi 2,371 grama rozłożone na jednym decymetrze kwadratowym daje warstwę 26,5 mikrometra, bo gęstość miedzi wynosi 8,96 grama na centymetr sześcienny.