Farday'sche Gesetze

Erstmals wurde der Zusammenhang zwischen Ladungsmenge und abgeschiedener Stoffmenge im Jahr 1832/33 von Michael Faraday beschrieben. Dazu führte er die Faradaykonstante F (96 485C) ein, welcher genau der Elektrizitätsmenge entspricht von 1 mol Elektronen entspricht. Um die Zusammen hänge zwischen Elektrizitätsmenge und abgeschiedener Stoffmenge zu ergründen ist es sinnvoll sich eine Halbreaktion der Elektrolyse anzuschauen. Nehmen wir die Kathodenhalbreaktion bei der Erzeugung von elementarem Natrium in einer Natriumchloridschmelze (Kontakt-Verfahren). Um elementares Natrium zu gewinnen braucht jedes Kation eine Elektron. Somit benötigt man für die Bildung eines Mols des Metalls auch genau ein Mol Elektronen. Auf der anderen Seite werden von den Chlorid-Ionen genau diese Menge an Elektronen abgegeben (erzwungene Oxidation, da eine Gleichstrom Quelle angelegt ist). Mit dem 1. Faradayschen Gesetz sin somit Aussagen über die bei einer Elektrolyse abgeschiedenen Stoffmenge möglich.

1. Faradaysches Gesetz: Die Elektrizitätsmenge eines Mols an Elektronen entspricht genau 96487 Coulomb und wird als Faradaykonstante bezeichnet.

F = 96 487C (A∙s)

Außerdem stellte Faraday auch noch den Zusammenhang zwischen benötigter Elektrizitätsmenge, Stromstärke und Zeit her. Es war ihm somit möglich die abgeschiedene Menge eines Stoffes bei gegebener Stromstärke und Zeit zu berechnen. Somit konnte er umgekehrt natürlich auch die Zeit berechnen, welche benötigt wird um eine gewisse Stoffmenge eines Stoffes bei gegebener Stromstärke abzuscheiden. Nachdem zweiten Faradayschen Gesetz steht die benötigte Elektrizitätsmenge in einem direkten Zusammenhang mit der Stromstärke und der Zeit:

2. Faradaysches Gesetz:

Q = I ∙ s

 

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