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

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。

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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。