山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY如果在电解池中发生如下反应:M2+ + z+e'M(s)?电子得失的计量系数为z+,欲从阴极上沉积出1molM(s),即反应进度为1 mol 时,需通入的电量为 QKQ(x=1) = +eL = zF0=n电(7.1.1)若反应进度为时Q(x) = z+Fx需通入的电量为
17 电子得失的计量系数为 z+,欲从阴极上沉积出1 mol M(s),即反应进度为1 mol 时,需通入的电量为 Q 如果在电解池中发生如下反应: 若反应进度为 ξ 时 需通入的电量为 (7.1.1)
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYQ=zxLe= zFx(7.1.2)Z一电极反应的电荷数一反应进度Z专一通过电极的元电荷的物质的量F=eL = 96485C:mol-l~96500C:mol-1法拉第常数)通过电极的电量正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积,比例系数为法栏第常数
18 z—电极反应的电荷数 F =eL = 96485C·mol-1≈96500C·mol-1 (法拉第常数) (7.1.2) ξ—反应进度 zξ—通过电极的元电荷的物质的量 通过电极的电量正比于电极反应的反应进 度与电极反应电荷数的乘积,比例系数为法拉 第常数
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY法拉第定律是自然科学中最准确的定律之一,不受溶液浓度、电极材料、溶剂性质等因素的影响。,只要称量出电解过程中电极析出的物质的量,就可根据法拉第定律,2以准确地计算出电路中通过的电量。据此原理制成的装置称为电量计(铜电量计、钅银电量计、气体电量计*在实际电解时,电极常发生一些副反应,因此在实际生产中要得到一定量的产物,消耗的电量要比按照法拉第定律计算出的理论电量要多
19 * 法拉第定律是自然科学中最准确的定律之一,不受溶液浓度、电极材 料、溶剂性质等因素的影响。 * 根据法拉第定律,只要称量出电解过程中电极析出的物质的量,就可 以准确地计算出电路中通过的电量。 * 据此原理制成的装置称为电量计(铜电量计、银电量计、气体电量计) 。 在实际电解时,电极常发生一些副反应,因此在实际生产中要得到 一定量的产物,消耗的电量要比按照法拉第定律计算出的理论电量要多
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY说明:(1)若通入任意电量O时,阝阴极上沉积出金属B的物质的量nB和质量m分别为:QOMmBNBBZFzF这就是Faraday电解定律的数学表达式根据电学上的计量关系Q=QIdtI = dO/ dt若电流强度是稳定的,则Q=I xt
20 根据电学上的计量关系 这就是Faraday电解定律的数学表达式 若电流强度是稳定的,则 说明:(1)若通入任意电量Q时,阴极上沉积出金属B的物 质的量nB 和质量 mB分别为:
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY说明:(2)电流效率按Faraday定律计算所需理论电荷量电流效率100%实际所消耗的电荷量或电极上产物的实际质量电流效率100%按Faraday定律计算应获得的产物质量
21 或 说明:(2)电流效率