Вопрос 23. Законы Фарадея. Количественные расчеты в электролизе осуществляются с помощью законов Фарадея, которые формулируются следующим образом: - количество вещества, выделяющегося на электроде, прямо пропорционально количеству прошедшего через него электричества; - массы прореагировавших на электродах веществ при одинаковом количестве прошедшего через них электричества относятся как молярные массы их эквивалентов. Для превращения на электроде 1 моль эквивалентов вещества необходимо пропустить через него 96500 кулонов электричества. Эта величина носит название Фарадея и обозначается буквой F. В свою очередь, 1 эквивалент вещества в ОВР – это условная часть молекулы, атома, иона, которая соответствует одному принятому или отданному электрону. Так, в приведенной выше схеме рафинирования меди одному электрону соответствует ½ атома меди. Известно, что 1моль – это количество вещества, насчитывающее 6,02 ∙1023 молекул. Масса 1моль называется молярной массой вещества и обозначается буквой «М». 1 моль эквивалентов вещества насчитывает 6,02 ∙1023 эквивалентов вещества и имеет массу, называемую молярной массой эквивалента вещества (Мэ). В рассмотренном примере Мэ (Cu) = ½ М(Cu) = 32 г/моль. Количество прошедшего через электрод электричества (q), измеренное в кулонах (Кл), равно произведению величины тока (I) на время (τ), в течение которого осуществлялся электролиз: q = I ∙ τ (Кл). Исходя из выше сказанного, можно рассчитать массу вещества (m), выделившегося на электроде, как отношение: I∙τ∙M F∙z , где z - число электронов, отданных или принятых на электроде. Математическое выражение второго закона Фарадея можно записать в виде формулы: m1 m2 ═ Мэ1 Мэ2 . Объем газообразных веществ, выделяющихся на электродах, можно рассчитать аналогично, используя вместо молярной массы эквивалентов эквивалентный объем (Vэ), равный отношению молярного объема газа при н.у. (22,4 л) к числу электронов (z) в ОВР. Для кислорода Vэ равен 5,6 л/моль, для водорода и хлора – 11,2 л /моль.