Электрохимический эквивалент
Электрохимический эквивалент (устар. электролитический эквивалент) — масса вещества, которая должна выделиться во время электролиза на электроде, согласно закону Фарадея, при прохождении через электролит единицы количества заряда. Электрохимический эквивалент измеряется в кг/Кл. Лотар Мейер использовал термин электролитический эквивалент.
Законы ФарадеяПравить
Первый закон Фарадея устанавливает строгую зависимость между количеством электричества, прошедшим через раствор или сплав электролитов, и количеством разложенного током вещества[1]. А именно, масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, переданного на этот электрод:
- ,
где — количество электричества (измеряемое как правило в кулонах), а — масса осаждённого вещества. Коэффициент пропорциональности зависит от вещества и называется электрохимическим эквивалентом этого вещества.
Согласно второму закону Фарадея, электрохимический эквивалент в свою очередь прямо пропорционален эквивалентной массе вещества. А именно:
- ,
где 96 485,33289 Кл/моль — постоянная Фарадея, а — эквивалентная масса (называемая также химическим эквивалентом), то есть та доля молярной массы вещества, которая может быть замещена в частице одним атомом водорода:
- ,
где — молярная масса, а — валентное число ионов вещества (число электронов на один ион). Таким образом электрохимический эквивалент может быть вычислен как:
- .
Таблица значений электрохимических эквивалентовПравить
Элемент | молярная масса (г/моль) |
изменение валентности z |
(мкмоль/кулон) |
электрохимический эквивалент (мг/кулон) |
электрохимический эквивалент (г/Ампер-час) |
пример применения |
---|---|---|---|---|---|---|
Водород | 1,0079 | 1 ↔ 0 | 10,364 | 0,0104 | 0,0376 | электролиз воды |
Кислород | 15,999 | 2 ↔ 0 | 5,1821 | 0,0829 | 0,298 | |
Фтор | 18,998 | 1 ↔ 0 | 10,364 | 0,197 | 0,709 | производство фтора |
Натрий | 22,990 | 1 ↔ 0 | 10,364 | 0,238 | 0,858 | производство натрия |
Алюминий | 26,981 | 3 ↔ 0 | 3,4548 | 0,0932 | 0,336 | производство алюминия |
Хлор | 35,451 | 1 ↔ 0 | 10,364 | 0,367 | 1,32 | электролиз хлорида натрия[en] |
Хром | 51,996 | 6 ↔ 3 или 3 ↔ 0 | 3,4548 | 0,180 | 0,647 | |
Хром | 51,996 | 6 ↔ 0 | 1,7274 | 0,0898 | 0,323 | |
Марганец | 54,938 | 4 ↔ 3 или 3 ↔ 2 | 10,364 | - | - | щелочной элемент |
Марганец | 54,938 | 4 ↔ 2 или 2 ↔ 0 | 5,1821 | 0,285 | 1,02 | |
Марганец | 54,938 | 7 ↔ 4 или 3 ↔ 0 | 3,4548 | 0,190 | 0,683 | |
Марганец | 54,938 | 7 ↔ 0 | 1,4806 | 0,0813 | 0,293 | |
Железо | 55,845 | 3 ↔ 2 | 10,364 | - | - | |
Железо | 55,845 | 2 ↔ 0 | 5,1821 | 0,289 | 1,04 | |
Железо | 55,845 | 3 ↔ 0 | 3,4548 | 0,193 | 0,695 | |
Никель | 58,693 | 2 ↔ 0 | 5,1821 | 0,304 | 1,09 | |
Кобальт | 58,933 | 2 ↔ 0 | 5,1821 | 0,305 | 1,10 | |
Медь | 63,546 | 2 ↔ 1 или 1 ↔ 0 | 10,364 | 0,659 | 2,37 | |
Медь | 63,546 | 2 ↔ 0 | 5,1821 | 0,329 | 1,19 | рафинирование меди[de] |
Цинк | 65,409 | 2 ↔ 0 | 5,1821 | 0,339 | 1,22 | |
Родий | 102,91 | 3 ↔ 0 | 3,4548 | 0,356 | 1,28 | |
Палладий | 106,42 | 2 ↔ 0 | 5,1821 | 0,552 | 1,99 | |
Серебро | 107,87 | 1 ↔ 0 | 10,364 | 1,12 | 4,02 | |
Кадмий | 112,41 | 2 ↔ 0 | 5,1821 | 0,583 | 2,10 | |
Олово | 118,71 | 4 ↔ 2 или 2 ↔ 0 | 5,1821 | 0,615 | 2,21 | |
Олово | 118,71 | 4 ↔ 0 | 2,5911 | 0,308 | 1,11 | |
Платина | 195,08 | 2 ↔ 0 | 5,1821 | 1,01 | 3,64 | |
Золото | 196,97 | 1 ↔ 0 | 10,364 | 2,04 | 7,35 | Au(I) |
Золото | 196,97 | 3 ↔ 0 | 3,4548 | 0,680 | 2,45 | |
Свинец | 207,2 | 4 ↔ 2 или 2 ↔ 0 | 5,1821 | 1,07 | 3,87 | свинцово-кислотный аккумулятор |
Свинец | 207,2 | 4 ↔ 0 | 2,5911 | 0,537 | 1,93 |
ПримечанияПравить
- ↑ Кистяковский В. А. Электрохимический эквивалент // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
ЛитератураПравить
- Петрий, О. А. Эквивалент электрохимический // Краткая химическая энциклопедия / гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М. : Сов. энциклопедия. — Т. 5: Т−Я. — С. 979.