法拉第电解定律
电镀基本计算
电镀基本计算(附录三)1.0 法拉第定律法拉第定律又叫电解定律，是电镀过程遵循的基本定律。
法拉第(Michael Faraday l791-1867)是英国著名的自学成才的科学家，他发现的电解定律至今仍然指导着电沉积技术，是电化学中最基本的定律，从事电镀专业的工作者，都应该熟知这一著名的定律。
它又分为两个子定律，即法拉第第一定律和法拉第第二定律。
(1)法拉第第一定律法拉第的研究表明，在电解过程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比。
当我们讨论的是金属的电沉积时，用公式可以表示为：M=KQ=KIt式中M一析出金属的质量；K—比例常数；Q—通过的电量；I—电流强度；t—通电时间。
法拉第第一定律描述的是电能转化为化学能的定性的关系，进一步的研究表明，这种转化有着严格的定量关系，这就是法拉第第二定律所要表述的内容。
(2)法拉第第二定律电解过程中，通过的电量相同，所析出或溶解出的不同物质的物质的量相同。
也可以表述为：电解lmol的物质，所需用的电量都是l个“法拉第”(F)，等于96500庫仑，或者26．8 A•h。
1F=26.8A•h=96500庫仑结合第一定律也可以说用相同的电量通过不同的电解质溶液时，在电极上析出(或溶解)的物质与它们的物质的量成正比。
由于现在标准用语中推荐使用摩尔数，也可以用摩尔数来描述这些定理。
所谓摩尔是表示物质的量的单位，每摩尔物质含有阿伏伽德罗常数个微粒。
摩尔简称摩，符号mol。
由于每mol的任何物质所含的原子的数量是一个常数，即6.023 ×1023，这个数被叫作阿伏伽德罗常数。
说明：上面的代号是定律的表达，我推荐的计算用代号见下述。
2.0 电化学常数(C)：电化学常数(C)与电镀的电材质有关。
材质名称C--- (G/I-t)式中：G---电镀镀上基体上的量(g)I--电镀使用用电流(A)t---电镀使用时间(h)铜(Cu) 1.186 (二价铜)锌(Zn) 1.2196锡(Sn) 2.214铜(Cu) 2.271 (一价铜)对於合金的电化学常数(C)要按它的组分来计算，下面对黄铜合金示例：例：67.5﹪合金黄铜的电化学常数(C)计算公式：C(Cu-Zn)=1/(Cu﹪/C-Cu -Zn﹪/C-Zn)C(Cu-Zn)=1/(0.675/2.371-0.325/1.2196)=1.8143 g/A-h(克/安培-小时)3.0 钢丝线密度(g)：计算公式：g=6.16d²(见结构计算)4.0 镀层重量：命名：δ---镀层厚度(μ) μ=微米d---钢丝直径(mm)W---单位镀层重量(g/Kg)公式：δ=kdwk---镀层材质常数k的计算式为k=γ-s/4γ-cγ-s----基体材料比重γ-c----镀层材料比重下列常数中基体材料为轧制钢，比重采用7.85。
...6-1 法拉第电解定律 电解过程中,发生电极反应物质的量与通过电解...
库仑分析法
第9页
e.铜开始析出时电位为： e.铜开始析出时电位为： 铜开始析出时电位为 铜析出的分解电压： 铜析出的分解电压： U分=（1.23+0.47）- 0.345 = 1.35V 1.23+0.47） 此时，银已沉积完全。可见， 此时，银已沉积完全。可见，阴极电位未 达到Cu 的析出电位， 达到Cu2+的析出电位，外加电压也未达到 Cu2+的分解电压，故只要控制外加电压不超过 的分解电压， 1.35(V)，或阴极电位不负于0.345(V)， 1.35(V)，或阴极电位不负于0.345(V)，就能 实现二者分离。 实现二者分离。 但实际上， 但实际上，靠控制外加电压来实现分离很 困难，因阳极电位并非恒定。 困难，因阳极电位并非恒定。通常是靠控制阴 极电位的办法来实现分离。 极电位的办法来实现分离。
第13讲
库仑分析法
二 . 控制外加电压的可行性 ； 以电解 0.001mol/L 控制外加电压的可行性； 以电解0 001mol/L 的硫酸盐溶液为例说明： 及1mol/L Cu2＋的硫酸盐溶液为例说明： 标准电极电位： Ag＋ 800V 标准电极电位：EθAg＋/Ag = ＋0.800V 345V EθCu2＋/Cu = ＋0.345V Cu2 阴极： a. 阴极：Ag+ + e-===Ag E析Ag=E°+0.059/2·lg[Ag+] =E°+0.059/2· =0.800+0.059/2× =0.800+0.059/2×lg0.01 =0.682(V) Cu2+ + 2e-====Cu E析Cu =E°+ 0.059/2·lg[ Cu2+] =E° 0.059/2· =0.345+0.059/2× =0.345+0.059/2×lg1 =0.345(V) Ag+先在阴极上还原析出
法拉第电解定律
英国物理学家和化学家M.法拉第在总结大量实验结果的基础上，于1834年所确定的关于电在电极上析出（或溶解）的物质的质量m同通过电解液的总电量Q（即电流强度I与通电时间t的乘积）成正比，即m＝K Q＝K It,其中比例系数K的值同所析出（或溶解）的物质有关,叫做该物质的电化学当量（简称电化当通过各电解液的总电量Q相同时，在电极上析出（或溶解）的物质的质量m同各物质的化学当量C（即原子量A与原子价Z之比值）成正比。
电解第二定律也可表述为:物质的电化学当量K同其化学当量C成正比，即式中比例系数α对所有的物质都有相同的数值，通常把它写成 1/F，F叫做法拉第常数，简称法拉第，其值为9.648455×104库仑／摩尔。
可以把电解第一定律和电解第二定律合用一个公式表示如下若物质的质量m以克表示时的数值恰等于其化学当量，则称物质的量为1克当量。
按照法拉第电解定律,在电极上析出（或溶解）一克当量物质所需的电荷量为F。
当物质的量为一摩尔时，组成该物质的原子个数等于阿伏伽德罗常数N o，其值约为6.022×1023每摩尔。
因此，按照法拉第定律，在电极上析出一摩尔物质所需的电量Z F,它等于N o个Z价离子所带电量的绝对值之和。
每一Z价离子所带电量的绝对值等于基本电荷e（电子所带电量的绝对值,约为1.602×10-19库仑）的Z倍,由此可见即基本电荷e等于法拉第常数F与阿伏伽德罗常数N o之比。
法拉第电解定律是电化学中的重要定律，在电化生产中经常用到它。
历史上，法拉第电解定律曾启发物理学家形成电荷具有原子性的概念，这对于导致基本电荷e的发现以及建立物质的电结构理论具有重大意义。
在R.A.密立根测定电子的电荷e以后,曾根据电解定律的结果计算阿伏伽德罗常数N o。
6第六章 库仑分析法
（2）双指示电极电流法
通常采用两个相同 的电极,并加一个很小的 外加电压(0～200mV),从 指示电流的变化确定终点. 由于外加电压很小，对于 可逆体系，一指示系统有 电流通过，而对于不可逆 体系，则没有电流产生。
3、库仑滴定的特点及应用 特点: 特点:
1.准确度高 准确度高：相对误差约为0.2%,甚至可以达到0.01%以下，能 准确度高 作为标准方法。库仑滴定中的电量容易控制和准确测量。 2.由于滴定剂是通过电解产生的（电极反应产物），产生后立 即与溶液中待测物质反应（边电解边滴定），所以可以使用 不稳定的滴定剂，如，Cl2、Br2、Cu+等。 3. 不需要基准物质 不需要基准物质。 4.方法的灵敏度高 灵敏度高。10-5-10-9 g/mL 灵敏度高 5. 易于实现自动化 易于实现自动化。
例如，在100mL 0.lmol／LHCl中，以银为阳极，汞滴为 阴极，－0.65V（vs.SCE）时电解0.0399mmol／L苦 味酸，利用氢氧库仑计测得电量为65.7C，求出电极反 应电子数n=17.07，证明了苦味酸的还原反应为
OH
NO
2
NO
2
+
34e
+
34H
+
NO
2
H 2N HO
H2N
N H H N
3．二者的关系
U分=(Ea+ωa)–(Ec+ωc)+iR 式中Ea及Ec分别为阳极电位和阴极电位，ωa及ωc为阳极 和阴极的超电位，U分为分解电压，R为电解池线路的内阻， i为通过电解池的电流。
例1. 有Cu2+ 和Ag+ 的混合溶液,[Cu2+]=1mol/L，[Ag+] = 0.01 mol/L,以Pt电极在1 mol/L硝酸介质中进行电解，问①.何者先在 阴极上还原析出？②.其分解电压多大？③.二者能否分离？
电化学中法拉第定律()
电化学中法拉第定律()
电化学中法拉第定律是一项描述电化学反应电流和反应物之间关系的定律。
该定律是基于法拉第电解定律的基础上发展而来的。
法拉第定律可以表达为：在等温、等压、稳定的条件下，电化学反应的电流强度与反应物的摩尔数量之间呈线性正相关关系。
换句话说，当电化学反应在电解池中进行时，反应物在外部电流的驱动下发生氧化还原反应。
根据法拉第定律，反应的电流强度与反应物的摩尔浓度之间存在着一个电流--摩尔数的比例关系。
这意味着，随着反应物的摩尔数量增加，电流强度也会相应增加。
法拉第定律的数学表达式为：
I = nFv
在公式中，I表示电流强度，n表示反应物的摩尔数，F表示法拉第常数，v表示反应物的电荷数。
根据法拉第定律，电化学反应的电流强度与反应物摩尔数的关系是：
电流强度正比于反应物的摩尔数。
法拉第定律的应用十分广泛，尤其在电化学领域中具有重要作用。
它可以帮助我们理解电化学反应的本质，并且可以通过测量电流强度来确定反应物摩尔数。
这对于电化学实验和工业应用都具有重要意义。
法拉第电解定律
法拉第电解定律Faraday's law of electrolysis英国物理学家和化学家M.法拉第在总结大量实验结果的基础上，于1834年所确定的关于电解的两条基本定律。
电解第一定律在电极上析出（或溶解）的物质的质量m 同通过电解液的总电量Q（即电流强度I与通电时间t的乘积）成正比，即m＝KQ＝KIt,其中比例系数K的值同所析出（或溶解）的物质有关,叫做该物质的电化学当量（简称电化当量）。
电化当量等于通过1库仑电量时析出（或溶解）物质的质量。
电解第二定律当通过各电解液的总电量Q相同时，在电极上析出（或溶解）的物质的质量m同各物质的化学当量C（即原子量A与原子价Z之比值）成正比。
电解第二定律也可表述为:物质的电化学当量K同其化学当量C成正比，即式中比例系数α对所有的物质都有相同的数值，通常把它写成1/F，F 叫做法拉第常数，简称法拉第，其值为9.648455×104库仑／摩尔。
可以把电解第一定律和电解第二定律合用一个公式表示如下若物质的质量m以克表示时的数值恰等于其化学当量，则称物质的量为1克当量。
按照法拉第电解定律,在电极上析出（或溶解）一克当量物质所需的电荷量为F。
当物质的量为一摩尔时，组成该物质的原子个数等于阿伏伽德罗常数N o，其值约为6.022×1023每摩尔。
因此，按照法拉第定律，在电极上析出一摩尔物质所需的电量ZF,它等于N o个Z价离子所带电量的绝对值之和。
每一Z价离子所带电量的绝对值等于基本电荷e（电子所带电量的绝对值,约为1.602×10-19库仑）的Z倍,由此可见即基本电荷e等于法拉第常数F与阿伏伽德罗常数N o之比。
法拉第电解定律是电化学中的重要定律，在电化生产中经常用到它。
历史上，法拉第电解定律曾启发物理学家形成电荷具有原子性的概念，这对于导致基本电荷e的发现以及建立物质的电结构理论具有重大意义。
在R.A.密立根测定电子的电荷e以后,曾根据电解定律的结果计算阿伏伽德罗常数N o。
法拉第电解定律
法拉第电解定律法拉第电解定律是描述电解过程中电流与电量之间的关系的重要定律。
该定律由英国科学家迈克尔·法拉第在19世纪提出，并且被广泛应用于电化学和化学工程领域。
法拉第电解定律可以用一个简单的公式来表示：电流(I)等于电解物质的摩尔电荷数(n)乘以元素价数(F)乘以电解时间(t)，即I = nFt。
其中，电流的单位为安培(A)，电解物质的摩尔电荷数是指单位时间内电解过程中离子的摩尔数，元素价数是指离子的电荷数，电解时间则表示电解过程所经历的时间。
根据法拉第电解定律，我们可以得出一些重要的结论。
首先，电流的大小与电解物质的数量成正比。
这意味着在相同条件下，电流越大，电解反应所需的时间越短。
其次，电流的大小与离子的电荷数成正比。
离子的电荷数越大，电流所输送的电量就越大，电解反应也就越快。
最后，电流的大小与电解时间成正比。
电解时间越长，电流所输送的电量越多，电解反应也就越充分。
法拉第电解定律的应用非常广泛。
在电化学研究中，可以利用该定律来计算电解过程中离子的摩尔数或电流的强度。
在化学工程中，可以利用该定律来优化电解过程的条件，提高电解反应的效率。
此外，该定律也可以帮助我们了解电解反应的机理和动力学，深入研究电化学的基本原理。
除了实际应用外，法拉第电解定律还有一定的理论意义。
它揭示了电流与电解过程中电量的传递关系，为探索电解反应的基本规律提供了重要线索。
通过进一步研究和运用法拉第电解定律，科学家们可以更好地理解和利用电化学现象，并推动该领域的发展。
然而，虽然法拉第电解定律在电解过程的研究中具有重要的意义，但它也有一些局限性。
首先，该定律是在理想条件下得到的，假定了电解过程中没有电解物质的损失或杂质的存在。
然而，在实际情况下，电解过程常常会伴随着一些不可避免的损失和杂质的产生，从而导致定律的应用受到限制。
其次，法拉第电解定律只适用于液体电解质和某些溶液电解质，对于高温或固体电解质的情况，定律的适用性存在一定的局限性。
《物理化学》(电化学)知识点汇总
可逆电池热力学
一、电池反应的能斯特方程
aA dD gG hH
rGm
rGm
RT
ln
aGg aHh aAa aDd
(rGm )T ,P zEF
rGm zE F
EE
RT zF
ln
aGg aHh aAa aDd
能斯特方程
三、电极反应的能斯特方程
§5.5 原电池
等温、等压封闭体系： GT , p W '
可逆电化学反应：
rGT , p zEF
电池的书写方式
1. 发生氧化反应的负极写在左边，发生还原反应的正极写在右边。
2. 用单垂线“│”表示不同物相的界面，表明有接界电势的存在。 这种界面包括电极与溶液的界面，惰性电极与依附其上的气体或 液体之间的界面；用双垂线“ || ”代表盐桥，用以消除两种液体 的接界电势；用“，”代表混合溶液中的不同组分。
H / H2
H / H2
RT F
1 ln
aH
H2 Pt
0 8.314 298 ln1107 0.29 0.704V 96500
Fe2 / Fe H / H2 Zn2 / Zn， Fe最先析出
H / H2
H / H2
RT F
ln 1 aH
H2 Fe
0 8.314 298 ln1107 0.4 0.814V
m 则可以通过电解质的质量摩尔浓度计算得到。
1
m 对于质量摩尔浓度为
m
的电解质溶液有：
m m m m
1
m
(m
m
)
1
m
m
二、离子强度
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法拉第电解定律
Faraday's law of electrolysis
英国物理学家和化学家M.法拉第在总结大量实验结果的基础上，于1834年所确定的关于电解的两条基本定律。
电解第一定律在电极上析出（或溶解）的物质的质量m 同通过电解液的总电量Q（即电流强度I与通电时间t的乘积）成正比，即
m＝KQ＝KIt,
其中比例系数K的值同所析出（或溶解）的物质有关,叫做该物质的电化学当量（简称电化当量）。
电化当量等于通过1库仑电量时析出（或溶解）物质的质量。
电解第二定律当通过各电解液的总电量 Q相同时，在电极上析出（或溶解）的物质的质量 m同各物质的化学当量C（即原子量A与原子价Z之比值）成正比。
电解第二定律也可表述为:物质的电化学当量K同其化学当量C成正比，即
式中比例系数α对所有的物质都有相同的数值，通常把它写成 1/F，F 叫做法拉第常数，简称法拉第，其值为9.648455×104库仑／摩尔。
可以把电解第一定律和电解第二定律合用一个公式表示如下
若物质的质量m以克表示时的数值恰等于其化学当量，则称物质的量为1克
当量。
按照法拉第电解定律,在电极上析出（或溶解）一克当量物质所需的电荷量为F。
，其当物质的量为一摩尔时，组成该物质的原子个数等于阿伏伽德罗常数N
o
值约为6.022×1023每摩尔。
因此，按照法拉第定律，在电极上析出一摩尔物质所需的电量ZF,它等于N
个Z价离子所带电量的绝对值之和。
每一Z价离子所带
o
电量的绝对值等于基本电荷e（电子所带电量的绝对值,约为1.602×10-19库仑）的Z倍,由此可见
即基本电荷e等于法拉第常数F与阿伏伽德罗常数N
之比。
o
法拉第电解定律是电化学中的重要定律，在电化生产中经常用到它。
历史上，法拉第电解定律曾启发物理学家形成电荷具有原子性的概念，这对于导致基本电荷e的发现以及建立物质的电结构理论具有重大意义。
在R.A.密立根测定电子。
的电荷e以后,曾根据电解定律的结果计算阿伏伽德罗常数N
o
法拉第电解定律
Faraday’s law of electrolysis
阐明电和化学反应物质间相互作用定量关系的定律。
1833年M.法拉第根据精密实验测量并提出此定律。
内容为：①当电流通过电解质溶液时，在电极（即相界面）上发生化学变化物质B的物质的量与通入的电量成正比。
②若几个电解池串联通入一定的电量后，各个电极上发生化学变化物质B的物质的量相同。
特别需要指明，在电化学中 B物质的量是以单位电荷离子
电子 (e-)为基本单元。
1摩尔质子的电荷（即1摩尔电子电荷的绝对值）称为法拉第常数(F)，其数值 F ＝9.648456×104库仑／摩尔（C／mol）。
若电极反应为：
（1）
式中各物质的量基本单元分别、e和M。
单位反应速度可理解为Z+摩尔的和Z+摩尔的e-反应生成1摩尔的 M。
通过溶液的电量(或参与电极反应的电量)Q 为：
Q＝Z+＋F（2）
式（2）中 Z+ 为电极反应式中电子的计量数，公式为法拉第电解定律的数学表达式，它阐明了上述法拉第电解定律的两条文字叙述。
只要电极反应中没有副反应或次级反应，法拉第电解定律不受温度、压力、浓度等条件的限制，是科学准确定律之一。
法拉第电解定律是法拉第在19世纪前半期通过大量电解实验得出的规律。
定律内容为：
物质在电解过程中参与电极反应的质量m与通过电极的电量Q成正比。
不同物质电解的质量则正比于该物质的分子量（摩尔质量，符号M）。
表达式为：m=(M/n)(Q/F)（F=96485.3383±0.0083C/mol）
其中n为1 mol物质电解时参与电极反应的电子的摩尔数（M/n）称电化学当量（Eq）；F为法拉第常数，即电解1电化学当量物质所需电量。
法拉第电解定律适用于一切电极反应的氧化还原过程，是电化学反应中的基本定量定律。
[编辑]
补充
法拉第电解定律
Faraday’s law of electrolysis
阐明电和化学反应物质间相互作用定量关系的定律。
1833
年M.法拉第根据精密实验测量并提出此定律。
内容为：①当
电流通过电解质溶液时，在电极（即相界面）上发生化学变
化物质B的物质的量与通入的电量成正比。
②若几个电解池
串联通入一定的电量后，各个电极上发生化学变化物质B的
物质的量相同。
特别需要指明，在电化学中 B物质的量是以
单位电荷离子电子 (e-)为基本单元。
1摩
尔质子的电荷（即1摩尔电子电荷的绝对值）称为法拉第常
数(F)，其数值 F ＝9.648456×104库仑／摩尔（C／mol）。
若电极反应为：
（1）
式中各物质的量基本单元分别、e
和M。
单位反应速度可理解为Z+摩尔的和Z+摩尔的e-反
应生成1摩尔的 M。
通过溶液的电量(或参与电极反应的电量)
Q为：
Q＝Z+＋F（2）
式（2）中 Z+ 为电极反应式中电子的计量数，公式为法拉第
电解定律的数学表达式，它阐明了上述法拉第电解定律的两
条文字叙述。
只要电极反应中没有副反应或次级反应，法拉
第电解定律不受温度、压力、浓度等条件的限制，是科学准
确定律之一。
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