Concetti Chiave
- La prima legge di Faraday stabilisce una relazione diretta tra la massa di materia liberata agli elettrodi e la quantità di carica elettrica che attraversa una soluzione elettrolitica.
- La massa liberata, indicata con K, è calcolata attraverso la formula K = Y * (Y_a / K_a), dove Y rappresenta il numero di ioni.
- La carica elettrica Q che arriva all'elettrodo è espressa come Q = Y * (ve), dove v è la valenza dello ione e e è la carica dell'elettrone.
- Il principio della legge di Faraday è che la massa K della materia liberata è proporzionale alla carica Q, evidenziando un comportamento predicibile delle reazioni elettrolitiche.
- Il numero di Avogadro K_a, pari a 6,02 × 10²³, è fondamentale per calcolare la massa di una mole della materia in relazione alla legge di Faraday.
Le reazioni chimiche provocate dal trasferimento di corrente elettrica in una soluzione elettrolitica agiscono a scapito dell'energia elettrica creata dal generatore.
La legge di Faraday ci aiuta a determinare il rapporto esistente tra l'elettricità che attraversa la soluzione elettrolitica e un determinato agglomerato di materia.
La prima legge di Faraday dice che gli agglomerati di materia che si liberano agli elettrodi di una cella elettrolitica hanno un rapporto di diretta proporzionalità con le quantità di carica oltrepassanti la soluzione.
Gli atomi che compongono la materia hanno tutti le stesse caratteristiche, pertanto sono totalmente uguali.
Ipotizziamo di possedere un elettrodo, nel quale arrivano Y ioni con massa e carica indicate rispettivamente con "m" e "c".
La prima quantità (m) è pari al rapporto tra la massa di una mole della materia (che indichiamo con
Indichiamo poi con "r" il multiplo della carica "c" dell'elettrone, e con "v" la valenza dello ione:
La valenza può essere definita semplicemente come la carica dello ione.
La massa di materia, che indichiamo con K, liberata mediante l'elettrodo è espressa con la seguente formula:
Questa massa liberata sarà equivalente a quella di uno ione moltiplicata per il numero di ioni che arrivano all'elettrodo.
Invece, la quantità di carica, che indichiamo con Q, che arriva all'elettrodo sarà:
Svolgendo la divisione membro a membro tra queste due quantità, avremo:
Si è espresso il fatto che la massa K della materia liberata mediante l'elettrodo ha un rapporto di diretta proporzionalità con la carica (Q), la quale, proseguendo mediante la soluzione, arriva nel medesimo elettrodo.
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Domande da interrogazione
- Qual è il principio fondamentale della prima legge di Faraday?
- Come si calcola la massa di materia liberata in un elettrodo?
- Qual è la relazione tra carica e massa liberata secondo la legge di Faraday?
La prima legge di Faraday stabilisce che la massa di materia liberata agli elettrodi di una cella elettrolitica è direttamente proporzionale alla quantità di carica elettrica che attraversa la soluzione elettrolitica.
La massa di materia liberata, indicata con K, può essere calcolata utilizzando la formula K = Y * (Y_a / K_a), dove Y_a è la massa di una mole della materia e K_a è il numero di Avogadro.
Secondo la legge di Faraday, la massa K della materia liberata è proporzionale alla carica Q che arriva all'elettrodo, espressa dalla formula K = (Y_a / (K_a * ve)) * Q.
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