Faraday elektrolüüsiseadused

Elektrolüüsiseadused, mis on nimetatud nende avastaja Faraday järgi, kirjeldavad elektrilaengu ja aine muundumise vahelist seost elektrokeemilistes reaktsioonides. Elektrokeemia põhiliste seadustena kehtivad nad ka keemiliste vooluallikate korral.

Faraday avaldas oma elektrolüüsiseadused 1834. aastal järgmises sõnastuses:
Elektrolüütiliselt sadestunud aine hulk on võrdeline elektrolüüti läbiva elektrilaenguga.
Ühesuguste elektrihulkade korral on elektroodil sadestuva aine (elemendi) hulk võrdeline aine molaarmassiga ja pöördvõrdeline aine ekvivalentse massiga.

Mõlemat seadust saab väljendada ühe valemiga, milleni võib jõuda järgmiselt.

Ühevalentse keemilise elemendi ühe mooli elektrolüütiliseks sadestamiseks elektroodil on vajalik elektrilaeng
,

kus   (= 1,602 176 634 × 10–19 C) on elementaarlaeng,  (= 6,022 140 76 × 1023 1/mol) on Avogadro arv (väljendab elemendi ioonide arvu 1-moolises ainehulgas) ja  (= 96 485,33212 C/mol) on Faraday arv (võrdub elektrilaenguga, mis on vajalik ühevalentse aine 1 mooli sadestamiseks (ühtlasi võrdne aine 1 mooli elektronide laenguga). 

Ainehulga  elektrolüütiliseks sadestamiseks keemilise elemendi mis tahes valentsi korral peab ainet läbima elektrilaeng

, 

kus  on ainehulk (moolides),   on reageeriva elemendi iooni valentsiarv (puuduvate või liigsete elektronide arv), ja  on Faraday arv. 

Vastavalt molaarmassi  definitsioonile saab sadestuva (reageeriva) aine massi  avaldada kujul

. 

Kui avaldada elektrilaengu valemist ainehulk   ja panna massi  valemisse, saamegi Faraday seadusi väljendava valemi:

.

Faraday esimese seaduse puhul on  ja  konstantsed, seega mida suurem laeng , seda suurem mass .

Teise seaduse puhul on konstantsed  ja , nii et mida suurem , seda suurem .

Konstantse  voolutugevuse  korral on laeng  võrdeline elektrolüüsi ajaga :

.

Kui teha see asendus massi valemis, saame avaldada elektrolüüsil sadestuva aine massi sõltuvalt muutumatu tugevusega voolust ja ajast:

.

 Vaata ka 
 Elektrolüüs

Kategooria: Elektrokeemia
Kategooria:Keemia