Постоянная Фарадея
Постоянная Фарадея — это электрический заряд, который переносит один моль электронов. Она нужна, чтобы связать количество вещества электронов с зарядом тока при электролизе.
Формула и смысл
Постоянная Фарадея выражается через элементарный заряд \(e\) и постоянную Авогадро \(N_A\): заряд одного электрона умножается на число электронов в одном моле. В расчётах берут модуль заряда, поэтому \(F\) положительна.
Если через электролит прошёл заряд \(Q\), то количество вещества электронов можно найти по формуле \(n(e^-) = \frac{Q}{F}\). И наоборот: заряд, соответствующий \(n(e^-)\) молям электронов, равен \(Q = n(e^-)F\). Сначала полезно определить заряд по формуле \(Q=It\); это рассматривается на странице «Электрический заряд при электролизе».
При прохождении заряда \(Q=193000\ \text{Кл}\) количество электронов равно \(n(e^-)=\frac{193000}{96500}=2\ \text{моль}\). Значит, через электролит прошли два моля электронов. По законам Фарадея это количество используют для расчёта количества и массы продукта.
Постоянная Фарадея \(F\) — это заряд одного моля электронов, измеряемый в Кл/моль. Электрохимический эквивалент — другая величина: масса вещества, выделяющаяся при прохождении заряда 1 Кл; он зависит от вещества и его иона. Поэтому электрохимический эквивалент не равен постоянной Фарадея.
Какой заряд соответствует \(0{,}5\) моль электронов?
Главное
- \(F\approx96500\ \text{Кл/моль}\) — заряд одного моля электронов.
- Связь заряда и количества электронов: \(Q=n(e^-)F\), \(n(e^-)=\frac{Q}{F}\).
- Постоянная Фарадея отличается от электрохимического эквивалента вещества.