Lois de Faraday (électrochimie)
Les lois sur l'électrolyse de Faraday sont basées sur des recherches que Michael Faraday publie en 1834[1].
Énoncé des lois
[modifier | modifier le code]- Première loi : la quantité de substance libérée lors de l’électrolyse à une électrode est proportionnelle au temps et au courant électrique (ce qui équivaut à la charge).
- Seconde loi : les poids de divers corps séparés aux électrodes par la même quantité d'électricité sont entre eux comme leurs équivalents chimiques.
Formule mathématiques
[modifier | modifier le code]Les lois de Faraday peuvent être représentées par la forme suivante :
avec :
- m la masse de la substance libérée à l'électrode en grammes
- Q la charge électrique totale passée à travers la substance
- F = 96485 C mol−1, la constante de Faraday
- M la masse molaire de la substance
- z la valence de la substance
M/z correspond à l'équivalent de la substance totale libérée.
Pour la première loi de Faraday M, F et z sont des constantes donc m augmente en fonction de Q.
Pour la seconde loi de Faraday Q, F et z sont des constantes donc m varie en fonction de M/z (l'équivalent).
Dans le cas simple d'une électrolyse à courant constant, donc
ce qui donne
avec
- n la quantité de matière libérée : n = m/M
- t le temps durant lequel le courant est appliqué
Dans les cas plus compliqués où le courant varie, la charge électrique Q est l'intensité électrique i() intégrée en fonction du temps :
avec t le temps d'électrolyse[2].
Notes et références
[modifier | modifier le code]- (en) Ehl, Rosemary Gene, « Faraday's Electrochemical Laws and the Determination of Equivalent Weights », Journal of Chemical Education, vol. 31, no mai, , p. 226–232 (DOI 10.1021/ed031p226, Bibcode 1954JChEd..31..226E)
- (en) Strong, F. C., « Faraday's Laws in One Equation », Journal of Chemical Education, vol. 38, no 2, , p. 98 (DOI 10.1021/ed038p98, Bibcode 1961JChEd..38...98S)
Annexes
[modifier | modifier le code]Bibliographie
[modifier | modifier le code]: document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.
- (en) Serway, Moses et Moyer, Modern Physics, third edition, .