Faradays lag säger att mängden ämne som avsätts vid en elektrod under elektrolys är direkt proportionell mot mängden laddning som passerar genom elektroden. Mängden laddning bestäms av antalet överförda elektroner.
Formeln för Faradays lag är:
$$m =\frac{MIt}{nF}$$
där:
- m är massan av det avsatta ämnet (i gram)
- M är ämnets molmassa (i gram per mol)
- I är strömmen (i ampere)
- t är tiden (i sekunder)
- n är antalet elektroner som överförs per atom eller molekyl av ämnet
- F är Faradays konstant (96 485 coulombs per mol)
När det gäller koppar är molmassan 63,55 gram per mol och varje kopparatom kräver att två elektroner deponeras.
Genom att ersätta de givna värdena i formeln får vi:
$$6,35 g =\frac{63,55 g/mol \times I \times t}{2mol \times 96 485 C/mol}$$
När vi löser för mig får vi:
$$I =\frac{6,35 g \times 2 mol \times 96 485 C/mol}{63,55 g/mol \times t}$$
Denna ekvation ger oss strömmen som krävs för att deponera 6,35 gram koppar under en given tid. Antalet elektroner som krävs kan beräknas genom att multiplicera strömmen med tiden och dividera med Faradays konstant:
$$n =\frac{I \times t}{F}$$
Genom att ersätta det beräknade värdet av I får vi:
$$n =\frac{(6,35 g \ gånger 2 mol \ gånger 96 485 C/mol)/( 63,55 g/mol \ gånger t) \ gånger t}{ 96 485 C/mol} $$
Förenklat får vi:
$$n =\frac{6,35 g \times 2 mol}{63,55 g/mol}$$
$$n =0,2 mol$$
Därför skulle 0,2 mol elektroner krävas för att avsätta 6,35 gram koppar vid katoden under elektrolysen av en vattenlösning av kopparsulfat.
