Concetti Chiave
- La prima legge di Faraday stabilisce la proporzionalità diretta tra la massa di materia liberata agli elettrodi e la quantità di carica elettrica che attraversa una soluzione elettrolitica.
- La massa liberata di materia è calcolata come il prodotto della quantità di ioni che raggiungono l'elettrodo e la massa di uno ione, espressa in termini di massa molare e numero di Avogadro.
- La quantità di carica agli elettrodi è determinata dal prodotto del numero di ioni, la valenza dello ione e la carica dell'elettrone.
- La formula per la massa K liberata è K = (massa molare / numero di Avogadro * valenza * carica) * Q, dove Q rappresenta la carica trasferita.
- Gli atomi costituenti la materia presentano caratteristiche identiche e pertanto si comportano uniformemente nella reazione elettrolitica.
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 una cella elettrolitica?
- In che modo la carica elettrica influisce sulla massa di materia liberata?
La prima legge di Faraday afferma che la massa di materia liberata agli elettrodi di una cella elettrolitica è direttamente proporzionale alla quantità di carica che attraversa la soluzione elettrolitica.
La massa di materia liberata, indicata con K, è calcolata usando la formula [math]K = Ym = Y \frac{Y_a}{K_a}[/math], dove Y è il numero di ioni, [math]Y_a[/math] è la massa di una mole della materia, e [math]K_a[/math] è il numero di Avogadro.
La massa di materia liberata è proporzionale alla carica elettrica Q che arriva all'elettrodo, espressa dalla formula [math]K = \frac{Y_a}{K_A*ve}Q[/math], indicando che un aumento della carica comporta un aumento della massa liberata.
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