Faradays love for elektrolyse | Definition, Eksempel

Den engelske fysiker og kemiker Michael Faraday introducerede i begyndelsen af det 19. århundrede begrebet elektrolyse og formulerede nogle vigtige love, der beskriver de kemiske reaktioner, der finder sted under elektrolyseprocessen. Disse love, kendt som Faradays love for elektrolyse, er afgørende for forståelsen af elektrokemi og har haft stor betydning for udviklingen af moderne batterier, metalfremstilling og andre områder af kemisk forskning.

Hvad er elektrolyse?

Elektrolyse er en kemisk reaktion, der opstår som et resultat af elektrisk strøm, der passerer gennem en elektrolytisk opløsning eller et smeltet ionisk stof. Under elektrolyse bliver de positive ioner, også kendt som kationer, tiltrukket af den negative elektrode, også kaldet katoden, og de negative ioner eller anioner bliver tiltrukket af den positive elektrode, også kaldet anoden. Som et resultat dannes nye stoffer ved elektrolytens overflade.

Faradays første lov for elektrolyse

Faradays første lov for elektrolyse siger, at mængden af stof, der omdannes ved elektrolyse, er proportional med den mængde elektricitet, der passerer gennem elektrolytten. Mængden af elektricitet måles normalt i coulomb (C), og mængden af stof måles i henholdsvis mol eller gram.

Matematisk kan Faradays første lov udtrykkes som følger:

M = n * F

Hvor M er mængden af stof, der omdannes ved elektrolyse, n er antallet af mol af stoffet og F er den Faradays konstant, der er lig med 96500 C/mol. Denne konstant er blevet præcist bestemt gennem eksperimenter og er af afgørende betydning for elektrokemiens beregninger.

Faradays anden lov for elektrolyse

Faradays anden lov for elektrolyse siger, at hvis den samme mængde elektricitet passerer gennem forskellige stoffer, der kan omdannes ved elektrolyse, vil forholdet mellem de mængder af stoffer, der dannes, være proportional med deres ækvivalente masser. Ækvivalent masse er defineret som den masse af et stof, der skal omdannes ved elektrolyse pr. mol af elektricitet, der passerer gennem elektrolytten.

Matematisk kan Faradays anden lov udtrykkes som følger:

m/M = Q/nF

Hvor m er massen af et stof, M er molar massen af stoffet, Q er mængden af elektricitet, der er passeret gennem elektrolytten, n er antallet af mol af stoffet og F er Faradays konstant.

Eksempel på anvendelse af Faradays love for elektrolyse

Et eksempel på anvendelse af Faradays love for elektrolyse er i produktionen af rent aluminium. Ved elektrolyse af en smeltemasse af aluminiumoxid i en elektrolytisk celle kan aluminium blive udvundet fra forbindelsen. Faradays love gør det muligt at beregne den nødvendige mængde elektricitet, der skal passere gennem elektrolytten for at producere en ønsket mængde aluminium.

Den dybdegående forståelse af Faradays love for elektrolyse er afgørende for at kunne forklare, forudsige og optimere elektrokemiske processer, og de spiller en vigtig rolle i mange anvendelsesområder inden for kemisk forskning og industri.

For mere information om Faradays love og elektrokemi generelt, anbefales det at søge videre læsning i kemiske lærebøger eller på anerkendte videnskabelige hjemmesider med fokus på elektrokemi og fysisk kemi.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er Faradays lov for elektrolyse?

Faradays lov for elektrolyse angiver, at den mængde substans, der bliver dannet eller forbrugt ved elektrolyse, er direkte proportional med mængden af elektricitet, der passerer gennem elektrolytyardet.

Hvad er den første lov for elektrolyse ifølge Faraday?

Den første lov for elektrolyse, også kendt som Faradays kvantitative lov, siger, at mængden af substans, der dannes eller forbruges ved elektrolyse, er proportionel med den mængde elektrisk ladning, der passerer gennem elektrolyttyperens initeriale.

Hvad er den anden lov for elektrolyse ifølge Faraday?

Den anden lov for elektrolyse, også kendt som Faradays lov om elektrolytisk ækvivalens, siger, at for de samme mængder af elektrisk ladning, der passerer gennem elektrolyttypen, er forholdet mellem substansmængderne, der dannes eller forbruges, direkte proportionale med de ækvivalente masser af stofferne.

Hvordan kan man anvende Faradays lov til at beregne mængden af substans, der dannes ved elektrolyse?

For at beregne mængden af substans, der dannes ved elektrolyse, kan man anvende Faradays lov ved at kende mængden af elektrisk ladning, der passerer gennem elektrolyttypen, ækvivalentmassen af substansen og antallet af elektroner, der er involveret i reaktionen.

Hvad er ækvivalentmassen af et stof i sammenhæng med Faradays lov?

Ækvivalentmassen af et stof i sammenhæng med Faradays lov er mængden af stof, som frigives eller forbruges ved elektrolyse, når 1 kulomb (1 faraday) af elektriske ladninger er blevet overført gennem elektrolyttypen.

Hvad er brugen af Faradays lov i industrien?

Faradays lov anvendes i industrien til elektrokemiske processer som elektroplating, elektrolyse af vand til produktion af brint og ilt, og elektrokemisk raffinering af metaller som aluminium og kobber.

Hvad er et eksempel på Faradays lov i praksis?

Et eksempel på Faradays lov er elektrolyse af vand, hvor ved at passere en elektrisk strøm gennem vandet, kan man opdele vandmolekylerne i brint- og iltatomer. Mængden af brint og ilt, der dannes, er i overensstemmelse med Faradays lov.

Hvad er betingelserne for anvendelse af Faradays lov?

For at Faradays lov kan anvendes korrekt, skal elektrolyttypen være homogen, der skal være tilstrækkelig elektrisk strøm tilgængelig, og elektrolyseprocessen skal foregå ved konstant temperatur.

Hvem opdagede Faradays lov og hvornår?

Faradays lov blev opdaget af den engelske fysiker og kemiker Michael Faraday i begyndelsen af 1800-tallet. Han formulerede og beskrev denne lov gennem sine eksperimenter med elektrolyse.

Hvad er betydningen af Faradays lov for elektrokemien?

Faradays lov har stor betydning for elektrokemien, da den giver os mulighed for at forstå og kvantificere elektrokemiske reaktioner samt beregne mængder af stoffer, der forbruges eller dannes ved elektrolyseprocesser.

Andre populære artikler: Fat and oil processing – Presning, raffinering, fraktionering • Leverlidelser – Symptomer, Behandling og Diagnosticering • Becky Rapinchuk, Rengøringsekspert for The Spruce • Introduktion • Hold dine krydderurter i live om vinteren • King Arthur – fortidens legende • Pons | Beskrivelse, anatomi og funktion i hjernen • Battle of Eylau • Ancient Persian Warfare • West Nile-virus • Filippo Brunelleschi – Mesteren bag Florens Katedral og den Filosofiske Linse • Michelle Darrisaw, Lifestyle Journalist • Blackbeard – piratens farlige legende • Chromatografi – Separation, Teknikker, Anvendelser • Meteoritter – Aldre, Komponenter • Atom – Bohrs skallmodel • Archimedes princippet | Beskrivelse • How Kæledyrselskere Designer Deres Hjem Forskelligt • Blood group – Faderskabstest • Cotangens | Definition, formler og funktioner