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Première loi de l'électrolyse de Faraday

1834-01-01
  • Michael Faraday
Expérience d'électrolyse de Michael Faraday dans un laboratoire historique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

This law states that the mass of a substance altered at an electrode during électrolyse is directly proportional to the quantity of electricity transferred. The relationship is expressed by the formula [latex]m = \frac{Q}{F} \frac{M}{z}[/latex], where m is mass, Q is total electric charge, F is the Faraday constant, M is molar mass, and z is the valence number of ions of the substance.

Faraday première loi de électrolyse provides a quantitative relationship between electricity and chemical change. It establishes that the amount of chemical reaction that occurs at an electrode is directly proportional to the electric charge passed through the electrolyte. The charge, Q, is the product of the current (I) and the time (t), so Q = It. The formula can be rewritten as [latex]m = (\frac{M}{zF})It[/latex], highlighting this dependency.

Dans cette équation, le terme [latex]\frac{M}{zF}[/latex] est connu sous le nom d'équivalent électrochimique de la substance. Il représente la masse de la substance déposée ou libérée par unité de charge. La constante de Faraday, F, est une constante physique fondamentale représentant l'ampleur de la charge électrique par mole d'électrons, soit environ 96 485 coulombs par mole. La variable ‘z’ représente le nombre de moles d'électrons transférés par mole de substance dans la réaction de l'électrode (par exemple, z=1 pour Na⁺, z=2 pour Cu²⁺, z=3 pour Al³⁺).

Cette loi a marqué une étape majeure dans la connexion des domaines jusque-là distincts de l'électricité et de la chimie. Avant Faraday, cette relation était au mieux qualitative. Ses expériences méticuleuses, consistant à faire passer des courants connus pendant des durées mesurées dans diverses solutions et à peser les dépôts obtenus, ont fourni la preuve empirique de cette relation mathématique précise. Elle a jeté les bases de l'électrochimie en tant que science quantitative et a démontré que les forces électriques étaient directement liées aux liaisons et réactions chimiques à un niveau fondamental, avant même la découverte de l'électron lui-même.

UNESCO Nomenclature: 2406
- Électrochimie

Taper

Loi physique

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • l'invention de la pile voltaïque par alessandro volta
  • l'isolation du sodium et du potassium par humphry davy au moyen de l'electrolyse
  • découverte de la relation entre l'électricité et le magnétisme par Hans Christian Ørsted

Applications

  • galvanoplastie
  • électro-extraction et électro-affinage des métaux
  • coulométrie pour l'analyse chimique
  • production de produits chimiques industriels
  • mesure de la capacité de la batterie

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • on-demand synthesis of nanoparticles with precise mass control
  • Impression 3D d'objets métalliques par électrodéposition localisée
  • portable sensors that measure electrolyte loss through sweat via coulometry
  • réacteurs miniaturisés pour la production de précurseurs pharmaceutiques
  • revêtements auto-réparateurs qui électrodéposent du métal pour combler les rayures
  • systèmes décentralisés de purification de l'eau utilisant la désinfection électrochimique
  • systèmes de stockage d'énergie basés sur le dépôt métallique réversible
  • gravure de précision de composants microélectroniques
Voir aussi : loi de Faraday, électrolyse, électrochimie, quantité d'électricité, constante de Faraday, équivalent électrochimique, galvanoplastie, coulométrie.

Contexte historique

Première loi de l'électrolyse de Faraday

1800
1834-01-01
1880
1902
1920
1928
1930
1800
1800-05-02
1880
1900
1910
1921
1930
1930

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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