منو
 کاربر Online
1106 کاربر online
Lines: 1-45Lines: 1-40
-V{maketoc}
! قاو اول ((فارادی)) در ((الکترولیز)):

*وقتی که ((جریان الکتریکی)) از ((محلول ها))یی مثل ((اسید سولفوریک)) رقیق می گذرد، ((آب)) به اجزایش ((هیدروژن)) و ((اکسیژن)) تجزیه می شود. آنها در اطراف صفحات متصل به قطب های منفی و مثبت باتری آزاد می شوند. محلول هایی از این نوع که با گذشتن جریان از آنها به طور شیمیائی تجزیه می شوند ((الکترولیت)) نامیده می شوند. و فرایند ((الکترولیز|تجزیه ماده بر اثر جریان الکتریکی)) به ((الکترولیز)) معروف است و رساناهایی را که در الکترولیت فرو می برند و جریان را به آن می رسانند ((الکترود)) نام نهاده اند. الکترود مثبت به ((آند)) و الکترود منفی به ((کاتد)) معروف است. />
*محصولات ((تجزیه الکترولیت)) مثال اکسیژن و هیدروژن تا وقتی که جریان عبور می کند بر الکترودها می نشینند. جرم ماده ای که در الکترود آزاد می شود ر می توان اندازه گرفت. اگر محلول چنان انتخاب شود که ماده آزاد شده بر الکترود رسوب کند، این ((جرم)) را می توان به آسانی اندازه گرفت. مثلا اگر از ((محلول سلفات مس)) جریان بگذرد، ((مس)) بر کاتد رسوب می کند. این پدیده را در صورتیکه مثلا کاتد از ((کربن)) ساخته شده باشد، می توان به آسانی مشاهده کرد. لایه نازک مس بر سطح سیاه کربن به وضوح مشاهده می شود. با وزن کردن کاتد قبل و بعد از آزمایش می توان جرم فلز رسوب کرده را دقیقا معین کرد. />
*((اندازه گیری)) نشان می دهد که جرم ((ماده)) آزاد شده در هر ((الکترود)) به ((جریان الکتریکی)) و مدت ((الکترولیز)) بستگی دارد. با بستن مدار برای فواصل زمانی متفاوت می توان اطمینان یافت که جرم ماده آزاد شده با مدت زمان عبور جریان متناسب است. بنابراین ، جرم آزاد شده در الکترولیز هم با جریان الکتریکی و هم با مدت زمان انجام آزمایش متناسب است. پس به حاصلضرب آنها نیز وابستگی دارد. اما این حاصلضرب مساوی باری است که از الکترولیت گذشته است. در نتیجه جرم ((ماده)) آزاد شده در الکترود متناسب است با بار یامقدار ((الکتریسته)) ای که از الکترولیت گذشته است. این قانون مهم را اولین بار ((فارادی)) وضع کرد. و به ((قوانین فارادی در الکترولیت ها|قانون اول فارادی در الکترولیت ها)) معروف است.

*اگر m جرم ماده رسوب کرده ، I جریان الکتریکی ، t زمان الکترولیز و q بار کلی باشد که در مدت زمان t از الکترولیت گذشته است. قانون اول فارادی به شکل زیر نوشته می شود. ''m=Kq=KIt'' که در آن K ضریب تناسب است. با فرض اینکه q=1 C (با کل یک کولن) باشد، در می یابیم که ضریب K مساوی جرم ماده آزاد شده توسط بار 1C ، یا به عبارت دیگر جرم ماده آزاد شده توسط جریان 1A درمدت 1S زمان است. />
*بررسی های فارادی نشان داد که هر ماده مقدار K معینی دارد که مشخصه آن ماده است. مثلا در الکترولیز ((نیترات نقره)) ، بار 1C مقدار ((نقره)) 1.1180mg را آزاد می کند. همین مقدار نقره توسط 1C در الکترولیز هر نمک نقره مثلا ((کلرور نقره)) ومانند آن آزاد می شود. جرم ماده آزاد شده در الکترولیز نمک هر فلز دیگری با این ، تفاوت خواهد داشت. کمیت K ((هم ارز الکتروشیمیایی)) ماده داده نامیده می شود.

! تعریف ((هم ارز الکتروشمیایی)):

هم ارز الکتروشیمیایی یک جسم عبارت است از ((جرم)) آزاد شده از این جسم در ((الکترولیز)) وقتی که یک کولن ((الکتریسته)) از محلول بگذرد.

! قانون دوم فارادی:

با توجه به اینکه هم ارز الکتروشیمیایی مواد مختلف بسیار متفاوت است، چه خواصی از جسم هم ارز الکتروشیمیایی آنرا تعیین می کنند؟ پاسخ این سوال در قانون مهم دیگری که آن را نیز فارادی با آزمایش به اثبات رساند نهفته است. />
*__انون دوم فاراد:__ هم ارز الکتروشیمیایی اجسام مختلف با ((جرم مولی)) آنها متناسب است و با ((ظرفیت شیمیایی)) آنها نسبت عکس دارد. ظرفیت شیمیایی هر اتمی را تعداد ((اتم)) های ((هیدروژن)) تعریف می کنند که می توانند با آن ترکیب یا جانشین آن شوند.

*__
مثال عددی برای توضیح قانون دوم:__ جرم مولی ((نقره)) 0.1079Kg/mol و ظرفیت آن مساوی یک است. جرم مولی ((روی)) 0.0651Kg/mol و ظرفیت آن دو است. بنابر این مطابق قانون دوم فارادی نسبت هم ارز الکتروشیمیائی نقره و روی برابر است با:
3.30=(0.0654/2)/(0.1079/1)

*اگر هم ارز الکتروشیمیایی یک جسم را با [K[Kg/C ، جرم مولی آن را با [M[Kg/mol و ظرفیت آنرا با ( 1,2,3,...) n نمایش دهیم، می توان قانون دوم فارادی را به این شکل (K=(1/F)(M/n نوشت. در اینجا F ضریب تناسب و ثابب عمومی است. یعنی برای تمام اجسام مقدار یکسان دارد کمیت F به ثابت فارادی معروف است. مقدار آن که با آزمایش معین شده برابر است با: F=96484C/mol />
*برخی عناصردر ترکیبات مختلف ظرفیت های متفاوتی از خود نشان می دهند مانند ((مس)) که یک فلز دو ظرفیتی است. بنابر این مس دو ((هم ارز الکتروشیمیایی)) دارد. نسبت ((جرم مولی)) هر جسم به ((ظرفیت شیمیایی)) آن ((هم ارز شیمیایی)) آن جسم نامیده می شود. این نسبت مبین ((جرم)) جسمی است که برای جایگزین یک مول ((هیدروژن)) در ترکیبات لازم است. />
*برای اجسام تک ظرفیتی هم ارز الکتروشیمیایی اجسام با هم ارزشیمیایی آنها متناسب است. بنابر این دو قانون فارادی را در هم ادغام می کنیم که در آن جرم ماده آزاد شده بر اثر عبور مقدار ((الکتریسته)) q از ((تجزیه الکترولیت|الکترولیت)) است این فرمول m=(1/F)(M/n) q مفهوم فیزیکی ساده ای دارد. ثابت فارادی F به عدد مساوی با باری (q) است که باید از هر الکترولیتی بگذرد تامقدار جسم آزاد شده در ((الکترود))ها با ((هم ارز شیمیایی)) آن جسم (M/n) برابر باشد.
+

able dir align=left>
{img sr
c=img/daneshnameh_up/f/ff/BROWNLEE2.jpg}
/>!مقدمه
__((
اکترویز))__ یا __((الکترولیز|برقکافت))__ ، کاربردی از علم ((شیمی فیزیک)) است که مبنای آن ، اکسیداسیون و احیا و پتانسیلهای اکسید و احیای عناصر شیمیایی است و در آزمایشگاه و صنعت کاربردهای فراوانی دارد. قوانین حاکم بر الکترولیز ، قوانین فارادی است که با این قوانین آشنا می‌شویم.
!قانون اول فارادی در الکترولیز
*وقتی که جریان الکتریکی از محلولهایی مثل ((اسید سولفوریک)) رقیق میگذرد، ((آب)) به اجزایش یعنی ((هیدروژن)) و ((اکسیژن)) تجزیه میشود. آنها در اطراف صفحات متصل به قطبهای منفی و مثبت باتری آزاد میشوند. محلولهایی از این نوع که با گذشتن جریان از آنها بطور شیمیائی تجزیه میشوند، ((الکترولیت)) نامیده میشوند و فرایند تجزیه ماده بر اثر جریان الکتریکی به ((الکترولیز)) معروف است و رساناهایی را که در الکترولیت فرو میبرند و جریان را به آن میرسانند، ((الکترود)) نام نهادهاند. الکترود مثبت به ((آند و کاتد|آند)) و الکترود منفی به ((آند و کاتد|کاتد)) معروف است.>>
*محصولات تجزیه الکترولیت مثل اکسیژن و هیدروژن تا وقتی که جریان عبور میکند، بر الکترودها مینشینند. جرم ماده ای را که در الکترود آزاد میشود میتوان اندازه گرفت. اگر محلول چنان انتخاب شود که ماده آزاد شده بر الکترود رسوب کند، این جرم را میتوان بهآسانی اندازه گرفت. مثلا اگر از محلول سلفات مس جریان بگذرد، ((مس)) بر کاتد رسوب میکند. این پدیده را در صورتیکه مثلا کاتد از ((کربن)) ساخته شده باشد، میتوان بهآسانی مشاهده کرد. لایه نازک مس بر سطح سیاه کربن بوضوح مشاهده میشود. با وزن کردن کاتد قبل و بعد از آزمایش میتوان جرم فلز رسوب کرده را دقیقا معین کرد.>>
*اندازهگیری نشان میدهد که جرم ((ماده)) آزاد شده در هر الکترود ، به جریان الکتریکی و مدت الکترولیز بستگی دارد. با بستن مدار برای فواصل زمانی متفاوت میتوان اطمینان یافت که جرم ماده آزاد شده با مدت زمان عبور جریان متناسب است. بنابراین ، جرم آزاد شده در الکترولیز هم با جریان الکتریکی و هم با مدت زمان انجام آزمایش متناسب است. پس به حاصلضرب آنها نیز وابستگی دارد. اما این حاصلضرب مساوی باری است که از الکترولیت گذشته است. در نتیجه جرم ماده آزاد شده در الکترود متناسب است با بار یا مقدار الکتریسته ای که از الکترولیت گذشته است. این قانون مهم را اولین بار ، "__((فارادی))__" وضع کرد و به __~~green:قانون اول فارادی در الکترولیتها~~__ معروف است.
>



{img src=img/daneshnameh_up/3/32/2d3d_physics1.jpg}
>
*اگر m جرم ماده رسوب کرده ، I جریان الکتریکی ، t زمان الکترولیز و q بار کلی باشد که در مدت زمان t از الکترولیت گذشته است. قانون اول فارادی به شکل زیر نوشته میشود:__m=Kq=KIt__ که در آن ،__K__ ضریب تناسب است. با فرض اینکه __q=1 C__ (با کل یک کولن) باشد، در مییابیم که ضریب __K__ مساوی جرم ماده آزاد شده توسط بار __1C__ ، یا به عبارت دیگر جرم ماده آزاد شده توسط جریان __1A__ درمدت __1S__ زمان است.>>
*بررسیهای __فارادی__ نشان داد که هر ماده مقدار K معینی دارد که مشخصه آن ماده است. مثلا در الکترولیز نیترات نقره ، بار 1C مقدار ((نقره)) 1.1180mg را آزاد میکند. همین مقدار نقره توسط 1C در الکترولیز هر نمک نقره مثلا کلرور نقره ومانند آن آزاد میشود. جرم ماده آزاد شده در الکترولیز نمک هر فلز دیگری با این مقدار ، تفاوت خواهد داشت. کمیت __K__ ، __~~green:همارز الکتروشیمیایی ماده داده~~__ نامیده میشود.
!تعریف همارز الکتروشمیایی
همارز الکتروشیمیایی یک جسم ، عبارت است از جرم آزاد شده از این جسم در الکترولیز ، وقتی که یک کولن الکتریسته از محلول بگذرد.
!قانون دوم فارادی
با توجه به اینکه همارز الکتروشیمیایی مواد مختلف بسیار متفاوت است، چه خواصی از جسم همارز الکتروشیمیایی آنرا تعیین میکنند؟ پاسخ این سوال در قانون مهم دیگری که آن را نیز __فارادی__ با آزمایش بهاثبات رساند، نهفته است.>>
مارز الکتروشیمیایی اجسام مختلف با جرم مولی آنها متناسب است و با ظرفیت شیمیایی آنها نسبت عکس دارد. ظرفیت شیمیایی هر اتمی را با تعداد اتمهای ((هیدروژن)) تعریف میکنند که میتوانند با آن ، ترکیب یا جانشین آن شوند.
!!مثال عددی برای توضیح قانون دوم
جرم مولی نقره 0.1079Kg/mol و ظرفیت آن مساوی یک است. جرم مولی ((روی)) 0.0651Kg/mol و ظرفیت آن دو است. بنابراین ، مطابق قانون دوم فاراد نسبت همارز الکتروشیمیائی نقره و روی برابر است با: __3.30=(0.0654/2)/(0.1079/1)__
>



{img src=img/daneshnameh_up/d/d6/kevin2-sm.jpg}
>
*اگر همارز الکتروشیمیایی یک جسم را با __[K[Kg/C__ ، جرم مولی آن را با __[M[Kg/mol__ و ظرفیت آنرا با __( 1,2,3,...) n__ نمایش دهیم، میتوان قانون دوم فارادی را به این شکل __(K=(1/F)(M/n__ نوشت. در اینجا __F__ ضریب تناسب و ثابب عمومی است، یعنی برای تمام اجسام مقدار یکسان دارد. کمیت __F__ به __ثابت فارادی__ معروف است. مقدار آن که با آزمایش معین شده برابر است با: />~~green:::__F=96484C/mol__::~~


*برخی عناصر در ترکیبات مختلف ، ظرفیتهای متفاوتی از خود نشان میدهند، مانند ((مس)) که یک فلز دو ظرفیتی است. بنابراین مس ، دو همارز الکتروشیمیایی دارد. نسبت جرم مولی هر جسم به (ظرفیت شیمیایی آن ، همارز شیمیایی آن جسم نامیده میشود. این نسبت ، مبین جرم جسمی است که برای جایگزین یک مول هیدروژن در ترکیبات لازم است.>>
*برای اجسام تکظرفیتی همارز الکتروشیمیایی اجسام با همارز شیمیایی آنها متناسب است. بنابراین دو قانون فارادی را در هم ادغام میکنیم که در آن ، جرم ماده آزاد شده بر اثر عبور مقدار الکتریسته __q__ از الکترولیت است. این فرمول __m=(1/F)(M/n) q__ مفهوم فیزیکی ساده ای دارد. ثابت فارادی __F__ ، به عدد ، مساوی با باری (q) است که باید از هر الکترولیتی بگذرد تا مقدار جسم آزاد شده در الکترودها با همارز شیمیایی آن جسم __(M/n)__ برابر باشد.
 ! مباحث مرتبط با عنوان:  ! مباحث مرتبط با عنوان:
- +*((آند و کاتد))
*((آنیون و کاتیون))
*((الکترولیت))
 *((الکترولیز)) *((الکترولیز))
 +*((تجزیه شیمیایی))
 *((جریان الکتریکی)) *((جریان الکتریکی))
-*((تجزیه شیمیایی آب))
*((ال
کترولیت)) ، ((الکترود))
*((الکترولیز|تجزیه ماده
بر اثر جریان الکتریکی))
*((آن
د)) ، ((کاتد))
*((تجزی
ه الکترولیت))
*((محلول سلفات مس))
*((قوانین فارادی در
الکترولی ها|قانون اول فارادی در الکترولیت ها))
*((هم ارز الکتروشیمیایی))
*((هم ارز شیمیایی))
+*((کاربردهای الکترولی))
*((همارز الکتروشیمیایی))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 جمعه 06 مرداد 1385 [10:24 ]   5   فیروزه نجفی      جاری 
 جمعه 06 مرداد 1385 [10:23 ]   4   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 جمعه 06 مرداد 1385 [10:19 ]   3   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 سه شنبه 01 دی 1383 [07:04 ]   2   نفیسه ناجی      v  c  d  s 
 پنج شنبه 07 آبان 1383 [20:26 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..