Lois de Faraday (électrochimie)

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Michael Faraday par Thomas Phillips c1841-184

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

Énoncé des lois[modifier | modifier le code]

  • 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 | modifier le code]

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 libérée.

Pour la première loi de Faraday M, F et z sont des constantes dont 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 = I t donc

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

ce qui donne

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

avec

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 | modifier le code]

  1. (en) Ehl, Rosemary Gene, « Faraday's Electrochemical Laws and the Determination of Equivalent Weights », Journal of Chemical Education, vol. 31, no 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, no 2,‎ 1961, p. 98 (DOI 10.1021/ed038p98, Bibcode 1961JChEd..38...98S)

Source[modifier | modifier le code]

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

Articles connexes[modifier | modifier le code]