Calcolatore della Legge di Faraday
Calcola la massa depositata nell’elettrolisi usando la legge di Faraday.
Massa Depositata
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Passaggi del Calcolo
Leggi di Faraday dell'Elettrolisi
Michael Faraday scopri negli anni '30 dell'Ottocento le relazioni quantitative che regolano l'elettrolisi. Le sue due leggi descrivono come la quantita di sostanza prodotta a un elettrodo dipenda dalla carica elettrica che passa e dalla natura chimica della sostanza.
- Prima Legge: La massa di una sostanza depositata o liberata a un elettrodo è direttamente proporzionale alla quantita di carica elettrica (Q) che attraversa l'elettrolita.
- Seconda Legge: A parita di carica, le masse di sostanze diverse depositate sono proporzionali ai loro pesi equivalenti (massa molare divisa per il numero di elettroni trasferiti).
La costante di Faraday, F = 96485 C/mol, rappresenta la carica elettrica trasportata da una mole di elettroni. Collega la carica misurata al numero di moli di sostanza che reagisce a un elettrodo.
La Formula
Q = I × t
m = (Q × M) / (n × F) = (I × t × M) / (n × F)
- • m = Massa depositata (g)
- • Q = Carica elettrica (coulomb, C)
- • I = Corrente (ampere, A)
- • t = Tempo (secondi, s)
- • M = Massa molare della sostanza (g/mol)
- • n = Numero di elettroni trasferiti per ione
- • F = Costante di Faraday = 96485 C/mol
Il numero di moli depositate è uguale a Q / (n × F). Moltiplicando le moli per la massa molare M si ottiene la massa depositata. Il tempo deve sempre essere convertito in secondi prima di calcolare la carica.
Esempio di Galvanica
Problema: Una soluzione di rame(II) viene elettrolizzata con una corrente di 2 A per 1 ora. Il rame ha una massa molare di 63,55 g/mol e Cu²⁺ richiede 2 elettroni. Quanto rame si deposita sul catodo?
Passaggio 1: Convertire il tempo in secondi
t = 1 ora × 3600 = 3600 s
Passaggio 2: Calcolare la carica
Q = I × t = 2 A × 3600 s = 7200 C
Passaggio 3: Calcolare la massa depositata
m = (Q × M) / (n × F) = (7200 × 63,55) / (2 × 96485) ≈ 2,37 g
Risposta: ≈ 2,37 g di rame
Nota: Questo calcolatore assume un'efficienza di corrente del 100 %, ovvero tutta la carica che passa contribuisce a depositare la sostanza di interesse. Nelle celle reali, reazioni secondarie, sviluppo di gas e perdite resistive possono ridurre la resa effettiva. Verifica sempre le masse molari e il numero di elettroni da fonti affidabili.