PRAWA ELEKTROLIZY FARADAYA
Faraday w swoich
do¶wiadczeniach bada³ zjawisko elektrolizy.
U¿ywa³ naczynia elektrolitycznego z roztworem, w
którym przyj±³, i¿ jest N atomów
jakiego¶ pierwiastka. Ka¿da z tych cz±steczek
posiada³a tak± sam± masê m oraz dodatni
³adunek q. Nastêpnie przyjmowa³, ¿e
ca³kowity ³adunek elektryczny, który
przep³ywa³ przez ten elektrolit by³ przenoszony
tylko przez te atomy. W czasie przep³ywu pr±du
Nx atomów owego pierwiastka zgromadzi³o
siê przy ujemnej elektrodzie i odda³o jej swój
³adunek. Atomy te osadza³y siê na tej elektrodzie.
Mo¿na zmierzyæ masê osadu Mx, która
równa jest:
(1)
Mo¿emy równie¿ zmierzyæ ca³kowity
³adunek, który przep³yn±³ przez ten
elektrolit Q, a który równy jest:
(2)
Je¿eli podzieli siê pierwsze równanie przez
drugie:
(3)
i wyliczy siê st±d Mx to:
(4)
Masê m pierwiastka, którego rozpatrujemy, mo¿emy
przedstawiæ jako iloczyn masy atomowej tego pierwiastka u oraz
sta³ej d równej 1/12 masy atomu wêgla:
(5)
Mo¿emy równie¿ za³o¿yæ, i¿
³adunek q cz±stki jest iloczynem warto¶ciowo¶ci
pierwiastka w oraz pewnego ³adunku podstawowego
q0:
(6)
Ca³kowity ³adunek, który przep³yn±³
przez elektrolit Q mo¿emy zapisaæ jako iloczyn
natê¿enia pr±du p³yn±cego I i czasu, przez
który p³yn±³ t:
(7)
Wcze¶niej zapisane równanie:
(8)
przyjmie teraz postaæ:
(9)
Wyra¿enie d/q0 jest pewn± sta³±,
któr± mo¿na nazwaæ F:
(10)
Tak wiêc masa osadzaj±cej siê substancji powinna
równaæ siê iloczynowi natê¿enia pr±du
p³yn±cego przez roztwór I, czasu, przez który
pr±d ten p³ynie t, pewnej sta³ej F oraz stosunku
masy atomowej pierwiastka do jego warto¶ciowo¶ci.
Zale¿no¶æ
ta otrzymana na drodze rozumowania teoretycznego powinien
potwierdziæ eksperyment. Faraday wykona³ do¶wiadczenie,
którego wynikiem by³a powy¿sza
zale¿no¶æ. Tak wiêc przy za³o¿eniu
wystêpowania jakiej¶ podstawowej porcji ³adunku,
rozumowanie teoretyczne zgodzi³o siê z
do¶wiadczeniem.
Sam Faraday by³ ostro¿ny w
wysuwaniu koncepcji "ziarnistej" budowy pr±du.
