Электролиз и Закон Фарадея
| English | Русский |
|---|---|
| Faraday's constant/ˈfærədeɪz ˈkɒnstənt/ | постоянную Фарадея |
| electrolysis/ɪlekˈtrɒləsɪs/ | электролиза |
Подсчет атомов с помощью секундомера
- Пропустите ток через раствор, и металл выпадет в осадок.
- Чем дольше и сильнее ток, тем больше металла образуется.
- Заряд — это просто электроны, а электроны строят атомы.
- Так что часы и амперметр могут считать атомы.
Заряд равен току, умноженному на время
- Полный заряд составляет $Q = It$, ток, умноженный на время.
- Больше тока или больше времени означает больший заряд.
- Этот заряд — поток электронов.
Ток $5\ \text{A}$ протекает в течение $200\ \text{s}$. Общий заряд (в Кл)?
$Q = It = 5 \times 200 = 1000\ \text{C}$.
Постоянная Фарадея
- Разделите заряд на постоянную Фарадея $F$, чтобы получить моли электронов.
- $F \approx 96{,}500\ \text{C/mol}$.
- Моли электронов определяют ход электродной реакции.
Чтобы перевести заряд в моли электронов, нужно разделить на...
Моли электронов $= Q / F$.
От электронов к продукту
- Полуреакция показывает, сколько электронов нужен каждому атому.
- Разделите моли электронов на это число, чтобы получить моли продукта.
- Больше заряда означает больше осажденного металла.
Запустите электролитическую ячейку
Пропустите ток через электролит и определите, какие ионы разряжаются на каждом электроде.
При пропускании большего заряда через ячейку откладывается...
Больший заряд означает больше электронов и больше продукта.
Осаждение меди ($\text{Cu}^{2+} + 2e^- \to \text{Cu}$) требует 2 электрона на атом. Для $2\ \text{mol}$ молей электронов, сколько меди получится?
- $2\ \text{mol e}^- \div 2 = 1\ \text{mol Cu}$.
- Значит, $1$ моль меди осадится.
Для $\text{Cu}^{2+} + 2e^- \to \text{Cu}$ требуется 2 электрона на атом. Сколько моль Cu образуется из $4\ \text{mol}$ электронов?
$4\ \text{mol e}^- \div 2 = 2\ \text{mol Cu}$.
Упорядочьте шаги расчета по закону Фарадея.
Заряд, затем моли электронов, затем моли продукта.
Отложение серебра ($\text{Ag}^+ + e^- \to \text{Ag}$) требует ____ электрон(а) на атом.
$\text{Ag}^+$ принимает только один электрон на атом.
Преобразуйте заряд в моли электронов с помощью постоянной Фарадея сначала, затем используйте количество электронов из полуреакции для получения молей продукта. Следите за количеством электронов на атом ($\text{Cu}^{2+}$ требует 2, $\text{Ag}^+$ требует 1). А также $Q = It$ требуют ток в амперах и время в секундах.
При электролизе заряд $Q = It$ доставляет электроны. Разделите на постоянную Фарадея ($\approx 96{,}500\ \text{C/mol}$), чтобы получить моли электронов, затем разделите на количество электронов на атом из полуреакции для получения молей продукта. Больше заряда — больше осажденного металла.