Lois de Faraday (électrochimie)

Les lois sur l'électrolyse de Faraday sont basées sur des recherches que Michael Faraday publie en 1834^[1].

Énoncé des lois modifier

Première loi : la quantité de substance libérée lors de l’électrolyse à une électrode est proportionnelle au temps et au courant électrique (ce qui équivaut à la charge).
Seconde loi : les poids de divers corps séparés aux électrodes par la même quantité d'électricité sont entre eux comme leurs équivalents chimiques.

Formule mathématiques modifier

Les lois de Faraday peuvent être représentées par la forme suivante :

m\ =\ \left({Q \over F}\right)\left({M \over z}\right)

avec :

m la masse de la substance libérée à l'électrode en grammes
Q la charge électrique totale passée à travers la substance
F = 96485 C mol⁻¹, la constante de Faraday
M la masse molaire de la substance
z la valence de la substance

M/z correspond à l'équivalent de la substance totale libérée.

Pour la première loi de Faraday M, F et z sont des constantes donc m augmente en fonction de Q.

Pour la seconde loi de Faraday Q, F et z sont des constantes donc m varie en fonction de M/z (l'équivalent).

Dans le cas simple d'une électrolyse à courant constant, $Q=It$ donc

m\ =\ \left({It \over F}\right)\left({M \over z}\right)

ce qui donne

n\ =\ \left({It \over F}\right)\left({1 \over z}\right)

avec

n la quantité de matière libérée : n = m/M
t le temps durant lequel le courant est appliqué

Dans les cas plus compliqués où le courant varie, la charge électrique Q est l'intensité électrique i( $\tau$ ) intégrée en fonction du temps $\tau$ :

Q=\int _{0}^{t}i(\tau )\ d\tau

avec t le temps d'électrolyse^[2].

Notes et références modifier

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Faraday's laws of electrolysis » (voir la liste des auteurs).

↑ (en) Ehl, Rosemary Gene, « Faraday's Electrochemical Laws and the Determination of Equivalent Weights », Journal of Chemical Education, vol. 31, n^o mai,‎ 1954, p. 226–232 (DOI 10.1021/ed031p226, Bibcode 1954JChEd..31..226E)
↑ (en) Strong, F. C., « Faraday's Laws in One Equation », Journal of Chemical Education, vol. 38, n^o 2,‎ 1961, p. 98 (DOI 10.1021/ed038p98, Bibcode 1961JChEd..38...98S)

Annexes modifier

Bibliographie modifier

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(en) Serway, Moses et Moyer, Modern Physics, third edition, 2005.

Articles connexes modifier

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[1] (en) Ehl, Rosemary Gene, « Faraday's Electrochemical Laws and the Determination of Equivalent Weights », Journal of Chemical Education, vol. 31, n^o mai,‎ 1954, p. 226–232 (DOI 10.1021/ed031p226, Bibcode 1954JChEd..31..226E)

[2] (en) Strong, F. C., « Faraday's Laws in One Equation », Journal of Chemical Education, vol. 38, n^o 2,‎ 1961, p. 98 (DOI 10.1021/ed038p98, Bibcode 1961JChEd..38...98S)

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