قوانين فاراداي

قوانين فاراداي

وضع العالم الإنكليزي فاراداي قوانين التحليل الكهربائي التي سُميت باسمه، وهي تربط بين كمية المواد المتحررة عند الأقطاب وكمية الكهربائية المارة في الخلية.

• القانون الأول: تتناسب كتلة أي مادة تترسب على الكاثود أو تذوب من الأنود أو تتحرر كغازات عند الأقطاب طردياً مع كمية الكهربائية المارة خلال الخلية.
• القانون الثاني: تتناسب كتل المواد المختلفة المتحررة، باستخدام نفس كمية الكهربائية، طردياً مع الكتل المكافئة لهذه المواد.

تُقاس الشحنة الكهربائية بالكولوم، وتساوي حاصل ضرب شدة التيار بالأمبير في الزمن بالثانية. ويُعرف الفاراداي بأنه شحنة مول واحد من الإلكترونات ويساوي 96500 كولوم/مول، أي عدد أفوكادرو من الشحنات.

خطوات حل مسائل فاراداي

1. نجد الشحنة بدلالة عدد مولات الالكترونات (الزمن بالثواني): $Q(mol.e^-)=\frac{I(A)\times t(s)}{96500\,(C/mol.e^-)}$.
2. من نصف التفاعل نعرف عدد الالكترونات $e$ اللازمة لترسيب أو تحرير مول واحد من العنصر (مثلاً $Mg^{2+}+2e^-\rightarrow Mg$: $2\,mol.e^-$ ترسب $1\,mol$).
3. نجد عدد المولات: $n=Q\times\frac{1\,mol}{e}$.
4. نحول المولات إلى كتلة $m(g)=n\times M$، أو إلى عدد ذرات $=n\times N_A$، أو إلى حجم غاز عند STP $V=n\times22.4\,L$، أو عند ظروف غير قياسية بقانون الغاز المثالي $PV=nRT$.

وإمرار شحنة مول واحد من الالكترونات ($96500\,C$ أو فاراداي واحد) يرسب أو يذيب أو يحرر مكافئاً غرامياً واحداً من المادة.