количество вещества, выделяющегося на электроде, прямо

Вопрос 23. Законы Фарадея.
Количественные расчеты в электролизе осуществляются с помощью
законов Фарадея, которые формулируются следующим образом:
- количество вещества, выделяющегося на электроде, прямо
пропорционально количеству прошедшего через него электричества;
- массы прореагировавших на электродах веществ при одинаковом
количестве прошедшего через них электричества относятся как молярные
массы их эквивалентов.
Для превращения на электроде 1 моль эквивалентов вещества
необходимо пропустить через него 96500 кулонов электричества. Эта
величина носит название Фарадея и обозначается буквой F. В свою очередь,
1 эквивалент вещества в ОВР – это условная часть молекулы, атома, иона,
которая соответствует одному принятому или отданному электрону. Так, в
приведенной выше схеме рафинирования меди одному электрону
соответствует ½ атома меди. Известно, что 1моль – это количество вещества,
насчитывающее 6,02 ∙1023 молекул. Масса 1моль называется молярной
массой вещества и обозначается буквой «М». 1 моль эквивалентов вещества
насчитывает 6,02 ∙1023 эквивалентов вещества и имеет массу, называемую
молярной массой эквивалента вещества (Мэ). В рассмотренном примере Мэ
(Cu) = ½ М(Cu) = 32 г/моль. Количество прошедшего через электрод
электричества (q), измеренное в кулонах (Кл), равно произведению величины
тока (I) на время (τ), в течение которого осуществлялся электролиз:
q = I ∙ τ (Кл).
Исходя из выше сказанного, можно рассчитать массу вещества (m),
выделившегося на электроде, как отношение:
I∙τ∙M
F∙z ,
где z - число электронов, отданных или принятых на электроде.
Математическое выражение второго закона Фарадея можно записать в
виде формулы:
m1
m2
═
Мэ1
Мэ2 .
Объем газообразных веществ, выделяющихся на электродах, можно
рассчитать аналогично, используя вместо молярной массы эквивалентов
эквивалентный объем (Vэ), равный отношению молярного объема газа при
н.у. (22,4 л) к числу электронов (z) в ОВР. Для кислорода Vэ равен 5,6
л/моль, для водорода и хлора – 11,2 л /моль.