電位法與電分析方法

法拉第電解定律(Faraday's law of electrolysis)

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想象給一把勺子鍍銀:通電的時間越長、電流越大,析出的銀就越多——而且這種關係精確得漂亮。通過兩倍的電荷,就沉積出兩倍的銀。法拉第電解定律正是這條簡單比例關係的精確表述:在電極上被轉化的物質的量,與通過的電荷量成正比。

正式地說,法拉第定律指出:被氧化或被還原物種的摩爾數,等於總電荷除以「每個分子的電子數乘以法拉第常數」——後者是一摩爾電子所帶的電荷,約為 96485 庫侖。於是,數清庫侖數,並知道每個分子用掉幾個電子,就直接數清了反應掉的分子。

它之所以重要,是因為這條定律是庫侖法和電重量法立足的基石:它讓電荷可以充當物質量的絕對量度,無需任何外部標準或校準曲線。需要誠實說明的是:它只有在所有電荷都驅動預期反應時才成立——也就是電流效率為百分之百。任何副反應、漏電或雜散過程把電荷花在別處,都會破壞這本乾淨的賬。

析出銀每個銀離子需要一個電子,所以要鍍出一摩爾銀(約 108 克),就必須通過一摩爾電子——約 96485 庫侖。只通過其中一半的電荷,得到的銀就恰好是一半。

反應量等於電荷除以(每分子電子數 × 法拉第常數)。

法拉第常數(約 96485 庫侖每摩爾)不過是一個電子的電荷乘以阿伏伽德羅常數——它是從電學世界(電荷)通往化學世界(摩爾)的橋樑。

又稱
Faraday's laws法拉第电解定律法拉第電解定律法拉第定律