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Primeira Lei da Eletrólise de Faraday

1834-01-01
  • Michael Faraday
Electrolysis experiment by Michael Faraday in a historical laboratory setting.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

This law states that the mass of a substance altered at an electrode during electrolysis 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 primeira lei 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.

Nesta equação, o termo [latex]frac{M}{zF}[/latex] é conhecido como o equivalente eletroquímico da substância. Ele representa a massa da substância depositada ou liberada por unidade de carga. A constante de Faraday, F, é uma constante física fundamental que representa a magnitude da carga elétrica por mol de elétrons, aproximadamente 96.485 coulombs por mol. A variável 'z' representa o número de mols de elétrons transferidos por mol da substância na reação do eletrodo (por exemplo, z=1 para Na⁺, z=2 para Cu²⁺, z=3 para Al³⁺).

Essa lei representou um passo monumental na conexão dos campos anteriormente separados da eletricidade e da química. Antes de Faraday, a relação era, na melhor das hipóteses, qualitativa. Seus experimentos meticulosos, que envolviam a passagem de correntes conhecidas por períodos de tempo medidos através de diversas soluções e a pesagem dos depósitos resultantes, forneceram a evidência empírica para essa relação matemática precisa. Isso lançou as bases para a eletroquímica como uma ciência quantitativa e demonstrou que as forças elétricas estavam diretamente ligadas às ligações e reações químicas em um nível fundamental, antecedendo a descoberta do próprio elétron.

UNESCO Nomenclature: 2406
Eletroquímica

Tipo

Lei Física

Interrupção

Fundamentais

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • invenção do pilha voltaica por Alessandro Volta
  • Isolamento de sódio e potássio por Humphry Davy usando eletrólise
  • Descoberta da relação entre eletricidade e magnetismo por Hans Christian Ørsted

Aplicações

  • galvanoplastia
  • eletroextração e eletrorrefino de metais
  • culometria para análise química
  • produção de produtos químicos industriais
  • medição da capacidade da bateria

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • on-demand synthesis of nanoparticles with precise mass control
  • 3d printing of metal objects using localized electrodeposition
  • vestível sensors that measure electrolyte loss through sweat via coulometry
  • miniaturized reactors for producing pharmaceutical precursors
  • self-repairing coatings that electrodeposit metal to fill scratches
  • decentralized water purification systems using electrochemical disinfection
  • energy storage systems based on reversible metal deposition
  • precision etching of microelectronic components
Relacionado a: lei de Faraday, eletrólise, eletroquímica, quantidade de eletricidade, constante de Faraday, equivalente eletroquímico, galvanoplastia, culometria.

Contexto histórico

Primeira Lei da Eletrólise de Faraday

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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