ファラデー定数は、電極によって電子1モルの利得または損失に対応すること電気の定量的単位です。したがって、6.022・10 23電子の通過時。
この定数は、ファラデーと呼ばれる文字Fでも表されます。1つのFは96,485クーロン/モルに相当します。荒れ模様の空の稲妻から、Fの電力量がわかります。
出典：Pixnio
クーロン（c）は、1アンペアの電流が1秒間流れるときに、導体上の特定の点を通過する電荷の量として定義されます。また、電流の1アンペアは、毎秒1クーロン（C / s）に相当します。
6.022・10 23電子（アボガドロ数）の流れがあるとき、それに対応する電荷量を計算することができます。どうやって？
個々の電子（1602・10の充電知る-19クーロン）であり、NA、アボガドロ数（F =ナトリウム・Eを乗算- ）。結果は96,485.3365 C /モルE、冒頭で定義した通りである- 、通常96,500C /モルに丸め。
ファラデー定数の実験的側面
電極で生成または消費される電子のモル数は、電解中にカソードまたはアノードに堆積する元素の量を決定することで知ることができます。
ファラデー定数の値は、特定の電流によって電気分解で堆積した銀の量を計量することによって得られました。電解前後のカソードの重さを量ります。また、元素の原子量が分かれば、電極に付着した金属のモル数を計算することができます。
電気分解中に陰極に堆積する金属のモル数とプロセスで移動する電子のモル数の関係がわかっているため、供給される電荷と数の間に関係を確立できます。転送された電子のモル数。
示された関係は定数値（96,485）を与えます。その後、この値は、英国の研究者、ファラデーの定数を称えて呼ばれました。
マイケル・ファラデー
イギリスの研究者であるマイケルファラデーは、1791年9月22日にニューイントンで生まれました。彼は1867年8月25日、75歳でハンプトンで死去しました。
彼は電磁気学と電気化学を研究した。彼の発見には、電磁誘導、反磁性、および電解が含まれます。
電子のモル数とファラデー定数の関係
以下の3つの例は、転送された電子のモル数とファラデー定数の関係を示しています。
水溶液中のNa +は、陰極で1つの電子を獲得し、1モルの金属Naが析出し、96,500クーロン（1 F）の電荷に対応する1モルの電子を消費します。
水溶液中のMg 2+は、陰極で2つの電子を獲得し、1モルの金属Mgが析出し、2×96,500クーロン（2 F）の電荷に対応する2モルの電子を消費します。
水溶液中のAl 3+は、陰極で3つの電子を獲得し、1モルの金属Alが析出し、3×96,500クーロン（3 F）の電荷に対応する3モルの電子を消費します。
電気分解の数値例
電解プロセス中にカソードに堆積する銅（Cu）の質量を計算します。電流強度は2.5アンペア（C / sまたはA）で50分間印加します。電流は銅（II）の溶液を流れます。Cuの原子量= 63.5 g / mol。
銅（II）イオンを金属銅に還元する方程式は次のとおりです。
Cu 2+ + 2 e - => Cu
63.5 gのCu（原子量）は、2に等しい電子2モルごとに陰極に堆積します（9.65・10 4クーロン/モル）。つまり、2ファラデーです。
最初の部分では、電解槽を通過するクーロンの数が決定されます。1アンペアは1クーロン/秒に相当します。
C = 50分x 60秒/分x 2.5 C /秒
7.5 x 10 3 C
次に、7.5 x 10 3 C を供給する電流によって堆積した銅の質量を計算するために、ファラデー定数を使用します。
GのCu = 7.5 10 3 Cは、1モルのE xは- / 9.65 10 4 C X 63.5グラムのCu / 2モルEは-
2.47 g銅
電解に関するファラデーの法則
第一法則
電極に付着した物質の質量は、電極に転送された電気の量に正比例します。これは、ファラデーの最初の法則の承認された声明であり、他の声明の中でも特に、
各電極で酸化または還元を受ける物質の量は、セルを通過する電気の量に正比例します。
ファラデーの第一法則は、数学的に次のように表すことができます。
m =（Q / F）x（M / z）
m =電極に付着した物質の質量（グラム）。
Q =クーロンを通過した電荷。
F =ファラデー定数。
M =元素の原子量
Z =元素の価数。
M / zは当量を表します。
第二法則
電極上の化学物質の還元または酸化された量は、その当量に比例します。
ファラデーの第二法則は次のように書くことができます：
m =（Q / F）x PEq
イオンの電気化学平衡ポテンシャルの推定に使用
異なるイオンの電気化学平衡電位の知識は、電気生理学において重要です。次の式を適用して計算できます。
Vion =（RT / zF）Ln（C1 / C2）
Vion =イオンの電気化学平衡電位
R = 8.31 J.mol -1として表されるガス定数。K
T =ケルビンで表される温度
Ln =自然または自然対数
z =イオンの価数
F =ファラデー定数
C1とC2は同じイオンの濃度です。Ｃ１は、例えば、細胞外のイオンの濃度であり得、Ｃ２は、細胞内のその濃度であり得る。
これはファラデー定数の使用例であり、ファラデー定数の確立が多くの研究と知識の分野で大いに役立っています。
参考文献
- ウィキペディア。（2018）。ファラデー定数。から回復：en.wikipedia.org
- 実践科学。（2013年3月27日）。ファラデーの電気分解。から回復：practicaciencia.blogspot.com
- モントレアノ、R。（1995）。生理学と生物物理学のマニュアル。2 はエディションを提供します。編集Clemente Editores CA
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンリー。（2008）。化学。（第8版）。CENGAGEラーニング。
- Giunta C.（2003）。ファラデー電気化学。から回復：web.lemoyne.edu