Site Loader

XuMuK.ru — ФАРАДЕЯ ЗАКОНЫ — Химическая энциклопедия


ФАРАДЕЯ ЗАКОНЫ, основные законы электролиза, отражающие общий закон сохранения в-ва в условиях протекания злектрохим. р-ции. Установлены M. Фарадеем в 1833-34. Согласно 1-му закону, масса в-ва т, прореагировавшего в процессе электролиза, прямо пропорциональна силе тока I и времени электролиза t, т. е. кол-ву пропущенного электричества Q = It (предполагается, что I не зависит от t; в противном случае масса т пропорциональна где t1 и t2 — моменты включения и выключения тока). Согласно 2-му закону, для разных электродных процессов при одинаковом кол-ве пропущенного электричества Q массы прореагировавших в-в относятся друг к другу так же, как эквиваленты химические этих в-в. Оба Фарадея закона объединяются одним ур-нием:


где M — мол. м. в-ва, участвующего в электролизе, z — число элементарных зарядов, соответствующее превращению одной молекулы этого в-ва, 1/F- коэф. пропорциональности, общий для всех в-в, F — Фарадея постоянная, равная 96484,56 Кл/моль.

Фарадея законы относятся к числу строгих законов, но в ряде случаев могут наблюдаться кажущиеся отклонения от них, вызываемые след. причинами: 1) в нестационарных условиях электролиза часть электричества затрачивается на заряжение двойного электрического слоя; 2) если электролит обладает электронной проводимостью (напр., р-р металлич. Na в жидком аммиаке), то часть тока через электролит переносят электроны, а не ионы, и соответствующее кол-во электричества не участвует в процессе электролиза; 3) наряду с основным процессом электролиза, напр, образованием металлич. Zn по р-ции Zn2+ + 2е Zn, часть тока может затрачиваться на протекание параллельных электрохим. р-ций, напр.: 2H

3O+ + 2е = H2 + 2H2O; O2 + 4е + 4H3O+ = 6H2O. Системы, в к-рых полностью исключены указанные причины кажущихся отклонений от Фарадея законов, получили назв. кулонометров; их использование позволяет по кол-ву образовавшихся продуктов электролиза точно определить кол-во пропущенного электричества. В кулонометрах обычно применяют электрохим. р-ции Ag+ + е = Ag или 3I = I3 + 2е.

Фарадея законы сыграли важную роль в понимании природы хим. связи и развития атомно-молекулярной теории. Их используют при выводе всех ур-ний, описывающих электрохим. превращения B-B на границах раздела проводников 1-го и 2-го рода (см. Электрохимическая кинетика). Практич. применение Фарадея законы находят в кулонометрии, а также при определении выхода р-ции по току, т.е. отношения теоретич. кол-ва электричества, рассчитанного на основе Фарадея законов, к кол-ву электричества, реально затраченному на получение данного в-ва в процессе электролиза.

Лит.: Антропов Л.И., Теоретическая электрохимия, 4 изд., M., 1984, с. 278-86. Б. Б. Дамаскин.

ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ — это… Что такое ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ?


ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ

ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ (ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА) — основные количественные законы электролиза (см.), установленные М. Фарадеем. Первый закон: количество вещества (масса) m, выделяющегося на электроде при электролизе, прямо пропорционально электрическому заряду q, прошедшему через электролит (или, что то же, силе тока I и времени t его прохождения через электролит):


Коэффициент пропорциональности k, численно равный массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единицы электрического заряда, называется электрохимическим эквивалентом вещества. Второй закон: отношение масс различных веществ, претерпевающих хим. превращения на электродах при прохождении одинаковых электрических зарядов через электролит, равно отношению их хим. эквивалентов:

где m — масса выделившегося вещества, А — молярная масса, равная отношению массы к количеству вещества (кг/кмоль), п — валентность ионов данного вещества. Заряд q, необходимый для выделения 1 моля вещества, для всех электролитов одинаков. Он равен произведению

постоянной Авогадро (см.) и элементарного электрического заряда и называется постоянной Фарадея F (см. (8)). Электрохим. эквивалент и постоянная Фарадея А связаны соотношением: k = .

Большая политехническая энциклопедия. — М.: Мир и образование. Рязанцев В. Д.. 2011.

  • ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
  • ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА

Смотреть что такое «ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ» в других словарях:

  • ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ — ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ, два закона ЭЛЕКТРОЛИЗА и три закона ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, сформулированные Майклом ФАРАДЕЕМ. В современной интерпретации законы электролиза гласят, что (1) количество продуктов химических реакций в процессе электролиза… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • Законы Фарадея — Закон Фарадея Закон электромагнитной индукции Фарадея Законы Фарадея количественные законы электролиза …   Википедия

  • ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА — см …   Большая политехническая энциклопедия

  • Законы электролиза Фарадея — Майкл Фарадей, портрет Томаса Филипса, 1841 1842 Законы электролиза Фарадея являются количественными соотношениями, основанными на электрохимических исследованиях …   Википедия

  • Фарадея законы — Закон Фарадея Закон электромагнитной индукции Фарадея Законы Фарадея количественные законы электролиза …   Википедия

  • ФАРАДЕЯ ПОСТОЯННАЯ — (Фарадея число), фундаментальная физическая константа, равная произведению Авогадро постоянной NA на элем. электрич. заряд е (заряд эл на): F=NA •e=96484,56(27) Кл моль 1. Ф. п. широко применяется в электрохимических расчётах. Названа в честь М.… …   Физическая энциклопедия

  • Законы и гипотезы химии — Основные законы химии могут быть разделены на качественные и количественные. Содержание 1 Качественные законы 1.1 I. Закон фаз Гиббса …   Википедия

  • ФАРАДЕЯ ПОСТОЯННАЯ — (Фарадея число) произведение элементарного электрического заряда e на число Авогадро NА; постоянная Фарадея определяет количество электричества, прохождение которого через раствор электролита приводит к выделению на электроде 1 моля… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ФАРАДЕЯ ПОСТОЯННАЯ — (Фарадея число, F), произведение элементарного электрич. заряда е на число Авогадро NA; Ф. п. определяет кол во электричества, прохождение к рого через р р электролита приводит к выделению на электроде 1 моль одновалентного в ва (см. Фарадея… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • ФАРАДЕЯ ЗАКОНЫ — электролиза, (см. ЭЛЕКТРОЛИЗ). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 …   Физическая энциклопедия

Книги

  • Физические основы измерений в технологиях пищевой и химической промышленности. Учебное пособие, Попов Геннадий Васильевич, Земсков Юрий Петрович, Квашнин Борис Николаевич. В настоящем пособии изложены краткие теоретические сведения о закономерностях измерений, измерительных системах, элементах физической картины мира, а также о принципах измерений на основе… Подробнее  Купить за 1058 грн (только Украина)
  • Физические основы измерений в технологиях пищевой и химической промышленности Учебное пособие, Попов Г., Земсков Ю., Квашнин Б.. В настоящем пособии изложены краткие теоретические сведения о закономерностях измерений, измерительных системах, элементах физической картины мира, а также о принципах измерений на основе… Подробнее  Купить за 929 руб
  • Физические основы измерений в технологиях пищевой и химической промышленности. Учебное пособие, Г. В. Попов, Ю. П. Земсков, Б. Н. Квашнин. В настоящем пособии изложены краткие теоретические сведения о закономерностях измерений, измерительных системах, элементах физической картины мира, а также о принципах измерений на основе… Подробнее  Купить за 918 руб
Другие книги по запросу «ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ» >>

Второй закон Фарадея Википедия

Майкл Фарадей, портрет Томаса Филипса, 1841—1842

Зако́ны электро́лиза Фараде́я являются количественными соотношениями, основанными на электрохимических исследованиях, опубликованных Майклом Фарадеем в 1836 году.

[1]

Формулировка законов[ | ]

В учебниках и научной литературе можно найти несколько версий формулировки законов. В наиболее общем виде законы формулируются следующим образом:

  • Первый закон электролиза Фарадея: масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, переданного на этот электрод. Под количеством электричества имеется в виду электрический заряд, измеряемый, как правило, в кулонах.
  • Второй закон электролиза Фарадея: для данного количества электричества (электрического заряда) масса химического элемента, осаждённого на электроде, прямо пропорциональна эквивалентной массе элемента. Эквивалентной массой вещества является его молярная масса, делённая на целое число, зависящее от химической реакции, в которой участвует вещество.

Математический вид[ | ]

Законы Фарадея можно записать в виде следующей формулы:

m = (QF)(Mz),{\displaystyle m\ =\ \left({Q \over F}\right)\left({M \over z}\right),}

где:

Заметим, что M/z{\displaystyle M/z} — это

1. Явление эми. Закон Фарадея. Вихревые токи.

8

Лекция 11. Электромагнитная индукция (ЭМИ).

Уравнения Максвелла.

[1] гл. 15, 16

План лекции

  1. Явление ЭМИ. Закон Фарадея. Вихревые токи.

  2. Индуктивность. Самоиндукция и взаимная индукция. Энергия магнитного поля.

  3. Ток смещения.

  4. Система уравнений Максвелла.

В 1821 году Эрстед обнаружил, что любой ток создает вокруг себя магнитное поле. Возник вопрос: способно ли магнитное поле порождать электрический ток? Само сочетание слов «ЭМИ» означает создание электричества с помощью магнетизма.

Фарадей обнаружил, что в проводящем контуре возникает электрический ток при изменении магнитного потока через контур (рис. 1). Он показал, что величина индукционного тока зависит не от , а от(вводя в соленоид с током железный сердечник,).

ЭМИ— явление возникновения индукционного тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром.

Экспериментально было установлено, что величинаIiне зависит от способа изменения Ф, а определяется лишь скоростью его изменения. Максвелл обобщил результаты экспериментов Фарадея и сформулировал закон ЭМИ в математическом виде.

Если в контуре протекает , значит, в нем действует э.д.с., которая получила название э.д.с. ЭМИ.

Закон Фарадея для ЭМИ:

.

Э.д.с. ЭМИ в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром, взятой со знаком «минус».

деформация изменение В вращение

контура

При экспериментах можно наблюдать эффект, который дает каждое из слагаемых. Знак «минус» имеет принципиальное значение и отражает закон сохранения энергии. Вначале он был установлен экспериментально профессором Петербургского университета Э.Х. Ленцем в 1834 году.

Правило Ленца: индукционный ток всегда направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать причине, его вызвавшей.

Немецкий физик Г. Гельмгольц показал, что основной закон ЭМИ является следствием закона сохранения энергии.

Природа ЭМИ.

1. Если проводник движется в постоянном магнитном поле, возникновение ЭМИ объясняется действием силы Лоренца на заряды внутри проводника (свободные электроны). Между концами проводника возникает разность потенциалов(рис. 2).

Если проводник замкнуть, в нем возникнет :

сопротивление проводника.

Направление определяетсяправилом правой руки: если ладонь правой руки расположить так, чтобы магнитные силовые линии входили в нее, а большой палец, отставленный на 900сонаправить с движением проводника, то 4 вытянутых пальца покажут направление.

2. Если неподвижный замкнутый проводник находится в переменном магнитном поле, сила Лоренца не действует на неподвижные заряды. Максвелл предположил, что переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве переменное вихревое электрическе поле, которое является причиной возникновения в неподвижном проводнике.

Циркуляция вектора напряженности этого поля по любому неподвижному замкнутому контурупредставляет собой:

Вихревые токи (токи Фуко)

Индукционные токи могут возбуждаться и в сплошных массивных проводниках, при этом замкнутая цепь индуктивного тока образуется в толще самого проводника, и они носят вихревой характер. Вихревые токи вызывают сильное нагревание проводников. Впервые на это обратил внимание французский физик Л. Фуко.

Применение.

  1. Тепловое действие токов Фуко используют в индукционных печах. Такая печь представляет собой катушку, питаемую высокочастотным током большой силы, внутрь которой помещают проводящее тело, которое разогревается токами Фуко до плавления. Так осуществляют плавление металлов в вакууме для получения материалов высокой чистоты.

  2. Прогрев внутренних металлических частей вакуумных установок для их обезгазживания.

  3. Для успокоения (демпфирования) подвижных частей различных приборов. Токи Фуко, как индукционные токи, подчиняются правилу Ленца. Если между полюсами не включенного электромагнита массивный медный маятник совершает практически незатухающие колебания, то при включении тока он испытывает сильное торможение и очень быстро останавливается. Это объясняется тем, что возникающие токи Фуко направлены так, что действующая на них со стороны магнитного поля сила Ампера тормозит движение маятника.

Во многих случаях токи Фуко нежелательны. Так сердечники трансформаторов набирают из тонких пластин, разделенных изолирующими прослойками, для предотвращения потерь энергии на нагревание.

Явление ЭМИ применяется для преобразования механической энергии в энергию электрического тока. Для этого используются генераторы переменного тока, принцип действия которых основан на возникновении iв рамке, вращающейся в однородном магнитном поле.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *