электрического тока, пропорциональна силе тока и времени.
Коэффициент пропорциональности k называется электрохимическим эквивалентом
вещества. Он численно равен массе
вещества, которые выделяется при переносе ионами через электролит
единичного заряда. Единица измерения электрохимического эквивалента k =
[кг/Кл].
Второй закон электролиза (второй закон Фарадея) устанавливает
пропорциональность между электрохимическим и химическим эквивалентом
вещества:
k =1/eNa * ( / n
где/; — молярная масса вещества, п — валентность, Na — число Авогадро, e—
заряд электрона, ( / n — химический эквивалент (или грамм-эквивалент)
вещества.
Произведение заряда электрона на постоянную Авогадро носит название
постоянной (числа) Фарадея:
F=e Na
Законы Фарадея можно объединить выражением:
т. = 1/F * ( / n I(t
Это выражение называют объединенным законом электролиза Фарадея.
Постоянная Фарадея численно равна электрическому заряду, который нужно
пропустить через электролит для выделения на электроде массы любого
вещества, равной в килограммах отношению молярной массы вещества к
валентности. Значение числа Фарадея в СИ:
F = 96485 Кл/моль
Электрический заряд q любого иона согласно объединенному закону Фарадея
равен:
q= +- nF/ Na
Заряд одновалентного иона (л = 1) равен по абсолютному значению заряду
электрона:
q=e=1,602*10-19 Kл
Таким образом, любой электрический заряд является кратным
элементарному заряду — заряду электрона е.
Электролиз широко применяется в различных электрохимических производствах.
Например, это электролитическое получение металлов из водных растворов их
солей и из расплавленных солей; гальваностегия, гальванопластика,
электрополировка. Электролитическое получение металлов из водных растворов
их солей может быть осуществлено рафинированием или электроэкстракцией.
Рафинирование представляет собой очищение металла от небольшого
количества примесей путем электролиза с активным анодом (в качестве анодов
в электролитическую ванну помещают металл с примесями), электролитом служит
раствор соли очищаемого металла. При электролизе такой анод растворяется,
примеси оседают на дно, а на катоде выделяется чистый металл.
Рафинированием получают чистые медь, серебро и золото.
Электроэкстракцией называется извлечение металла из электролита при
неактивном аноде. Электролитом служит водный раствор соли металла,
выделяющегося на катоде, а на аноде выделяются кислород или хлор. Таким
способом получают чистые цинк и никель.
Электролиз расплавленных солей проводится с помощью неактивных
(угольных) электродов и при высокой температуре, применяется при добывании
металлов, реагирующих с водой и поэтому не выделяющихся из водных
растворов. Таким путем добывают магний, алюминий, бериллий, литий, калий,
кальций и другие металлы.
Гальваностегией называется покрытие металлических предметов слоем
другого металла с помощью электролиза на активном аноде. Таким путем
пользуются для покрытия предметов не окисляющимся на воздухе металлом,
чтобы предохранить их от коррозии. Например, при никелировании,
хромировании и т.д. Гальваностегией также пользуются для изготовления
украшений (серебрение и золочение).
Гальванопластикой называется получение металлических копий с рельефных
изображений на каких-либо поверхностях путем электролиза при активном
катоде. Гальванопластика имеет большое значение, например, для изготовления
клише, применяемых в литографии.
Электрополировка заключается в выравнивании металлической поверхности
с помощью электролиза. В электролитическую ванну в качестве анода
опускается предмет, поверхность которого должна быть отполирована. При
электролизе в раствор уходит больше всего вещества с выступающих
неровностей на поверхности анода, т.е. происходит его полировка.