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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)

Cette loi stipule que la masse d'une substance modifiée au niveau d'une électrode pendant l'électrolyse est directement proportionnelle à la quantité d'électricité transférée. La relation est exprimée par la formule [latex]m = \frac{Q}{F} \frac{M}{z}[/latex], où m est la masse, Q la charge électrique totale, F la constante de Faraday, M la masse molaire et z le nombre de valence des ions de la substance.

Faraday’s first law of electrolysis 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

  • 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

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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)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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