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Abgeschiedene Masse bei der Elektrolyse (Faradays Gesetze) Calculator

Berechnet die Masse eines Stoffes, der während der Elektrolyse abgeschieden oder erzeugt wird.

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Formula first

Overview

Faradays Gesetze der Elektrolyse liefern eine quantitative Beziehung zwischen der Menge eines Stoffes, der an einer Elektrode während der Elektrolyse erzeugt oder verbraucht wird, und der durch den Elektrolyten geflossenen Elektrizitätsmenge. Diese Gleichung, die aus Faradays zweitem Gesetz abgeleitet ist, ermöglicht die Berechnung der Masse eines abgeschiedenen oder freigesetzten Stoffes anhand von Stromstärke, Zeit, molarer Masse, Anzahl der beteiligten Elektronen und der Faraday-Konstante. Sie ist grundlegend für das Verständnis und die Vorhersage der Ergebnisse elektrochemischer Prozesse.

Symbols

Variables

I = Current, t = Time, M = Molar Mass, n = Number of Electrons (n), F = Faraday Constant

Current
Time
Molar Mass
g/mol
Number of Electrons (n)
Variable
Faraday Constant
C/mol

Apply it well

When To Use

When to use: Diese Gleichung wird angewendet, wenn du die Masse eines Stoffes berechnen musst, der während einer Elektrolysereaktion erzeugt oder verbraucht wird. Sie kann auch umgestellt werden, um die Stromstärke, Zeit, molare Masse oder die Anzahl der übertragenen Elektronen pro Mol Stoff zu bestimmen. Stelle sicher, dass alle Einheiten konsistent sind, insbesondere Zeit in Sekunden und Stromstärke in Ampere.

Why it matters: Faradays Gesetze sind entscheidend für industrielle Anwendungen wie Galvanisieren (z. B. Verchromen, Versilbern), die Raffination von Metallen (z. B. Kupfer, Aluminium) und die Herstellung von Elementen wie Chlor und Natrium. Sie sind auch in der Batterietechnologie, beim Korrosionsschutz und in analytischen Techniken wie der Coulometrie wesentlich und liefern eine quantitative Grundlage für elektrochemische Technik und Forschung.

Avoid these traps

Common Mistakes

  • Zeit in Minuten oder Stunden statt in Sekunden verwenden.
  • Den Wert von 'n' (Anzahl der Elektronen) aus der Halbreaktion falsch bestimmen.
  • Die Atommasse statt der molaren Masse bei zweiatomigen Elementen verwenden (z. B. 35.5 für Cl statt 71.0 für ).
  • Fehler bei Einheitenumrechnungen, insbesondere bei Stromstärke oder Zeit.

One free problem

Practice Problem

A current of is passed through a solution of for . Calculate the mass of copper deposited at the cathode. (Molar mass of Cu = ).

Hint: Denke daran, die Zeit von Minuten in Sekunden umzuwandeln und die Anzahl der Elektronen (n) für die Kupferabscheidung zu bestimmen.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

References

Sources

  1. Atkins' Physical Chemistry
  2. Bird, Stewart, and Lightfoot, Transport Phenomena
  3. Wikipedia: Faraday's laws of electrolysis
  4. IUPAC Gold Book: Faraday constant
  5. NIST CODATA
  6. IUPAC Gold Book
  7. Britannica, The Editors of Encyclopaedia. 'Faraday's laws of electrolysis'. Encyclopedia Britannica, 22 Sep. 2023.
  8. AQA A-level Chemistry — Physical Chemistry (3.1.10.3 Electrolysis)