电化学

法拉第电解定律

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假如你想在勺子上精确地镀上一克银,你需要多少电,又要镀多久?法拉第定律就是回答这个问题的简单账目:它把你推过电池的电荷量,和它所沉积或溶解的物质的量联系起来。

一共有两条定律,合起来归结为一个想法。第一定律说,产物的质量与通过的总电荷(电流乘以时间)成正比。第二定律说,对于固定的电荷,不同物质产生的质量与它们的当量成正比——粗略地说,就是每个离子需要几个电子。所以,沉积一个需要两个电子的离子,每个原子要花的电荷是只需一个电子的离子的两倍。

这两条定律正是电解如此可控的原因。它们让工程师只要设定好电流和时间,就能把产量精确预测到克——铝冶炼厂和电镀工就是靠这个。这本账之所以丝毫不差,是因为电荷转移一次只过一个电子——数电子等同于数发生反应的原子。

从溶液中镀铜时,每个铜离子需要两个电子。要沉积一摩尔铜(约 64 克),你必须通过两摩尔电子——也就是约 193000 库仑的电荷。

每个铜离子两个电子,所以一摩尔铜要花两摩尔电子。

电荷与物质的量之间的桥梁是法拉第常数——一摩尔电子所带的电荷。法拉第定律其实就是把这个常数用到一个真实的电池上。

又称
法拉第电解定律法拉第電解定律