Calculateur de la Loi de Faraday
Calculez la masse déposée lors de l’électrolyse avec la loi de Faraday.
Masse Déposée
Résultats Supplémentaires
Étapes du Calcul
Lois de Faraday de l'Électrolyse
Michael Faraday a découvert dans les années 1830 les relations quantitatives qui régissent l'électrolyse. Ses deux lois décrivent comment la quantité de substance produite à une électrode dépend de la charge électrique qui circule et de la nature chimique de la substance.
- Première Loi : La masse d'une substance déposée ou libérée à une électrode est directement proportionnelle à la quantité de charge électrique (Q) traversant l'électrolyte.
- Deuxième Loi : Pour une même quantité de charge, les masses des différentes substances déposées sont proportionnelles à leurs masses équivalentes (masse molaire divisée par le nombre d'électrons transférés).
La constante de Faraday, F = 96485 C/mol, représente la charge électrique transportée par une mole d'électrons. Elle relie la charge mesurée au nombre de moles de substance réagissant à une électrode.
La Formule
Q = I × t
m = (Q × M) / (n × F) = (I × t × M) / (n × F)
- • m = Masse déposée (g)
- • Q = Charge électrique (coulombs, C)
- • I = Courant (ampères, A)
- • t = Temps (secondes, s)
- • M = Masse molaire de la substance (g/mol)
- • n = Nombre d'électrons transférés par ion
- • F = Constante de Faraday = 96485 C/mol
Le nombre de moles déposées est égal à Q / (n × F). En multipliant les moles par la masse molaire M, on obtient la masse déposée. Le temps doit toujours être converti en secondes avant de calculer la charge.
Exemple de Galvanoplastie
Problème : Une solution de cuivre(II) est électrolysée avec un courant de 2 A pendant 1 heure. Le cuivre a une masse molaire de 63,55 g/mol et Cu²⁺ nécessite 2 électrons. Quelle quantité de cuivre est déposée sur la cathode ?
Étape 1 : Convertir le temps en secondes
t = 1 heure × 3600 = 3600 s
Étape 2 : Calculer la charge
Q = I × t = 2 A × 3600 s = 7200 C
Étape 3 : Calculer la masse déposée
m = (Q × M) / (n × F) = (7200 × 63,55) / (2 × 96485) ≈ 2,37 g
Réponse : ≈ 2,37 g de cuivre
Remarque : Cette calculatrice suppose un rendement de courant de 100 %, c'est-à-dire que toute la charge qui circule contribue au dépôt de la substance étudiée. Dans les cellules réelles, les réactions secondaires, le dégagement gazeux et les pertes résistives peuvent réduire le rendement réel. Vérifiez toujours les masses molaires et le nombre d'électrons auprès de sources fiables.