• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Hur beräknar du Faraday -effektivitet?

    beräkning av Faraday -effektivitet

    Faraday -effektivitet (FE) är ett mått på effektiviteten i en elektrokemisk process, särskilt förhållandet mellan den faktiska mängden produkt som bildas till den teoretiska mängden som förväntas baserat på mängden laddning. Så här beräknar du det:

    1. Bestäm den teoretiska mängden produkt:

    * Identifiera den elektrokemiska reaktionen: Skriv ner den balanserade kemiska ekvationen för reaktionen som äger rum vid elektroden.

    * Beräkna den teoretiska laddningen: Använd Faradays lag om elektrolys:

    * q =nfz

    * Q =Total avgift passerad (Coulombs)

    * n =antal mol elektroner involverade i reaktionen

    * F =Faradays konstant (96485 c/mol)

    * z =antal elektroner som överförs per molekyl produkt

    * Beräkna produktens teoretiska massa: Använd stökiometri för reaktionen för att omvandla den teoretiska laddningen till den teoretiska produktmassan.

    2. Bestäm den faktiska mängden produkt:

    * Mät mängden produkt bildad: Detta kan göras genom olika tekniker beroende på den specifika produkten och reaktionen, till exempel:

    * väger produkten: För solida produkter

    * titrering: För upplösta produkter

    * Gaskromatografi: För gasformiga produkter

    * Konvertera den uppmätta mängden till mol: Använd lämpliga konverteringsfaktorer för produkten.

    3. Beräkna Faraday -effektiviteten:

    * Dela upp de faktiska mullvadarna med produkten med de teoretiska molen av produkt:

    * Fe =(faktiska mol produkt / teoretiska mol för produkt) x 100%

    Exempel:

    Låt oss säga att vi elektrolyserar en lösning av koppar (ii) sulfat (CUSO 4 ) för att avsätta kopparmetall på katoden. Reaktionen är:

    cu 2+ + 2e - → Cu

    Vi passerar en ström på 1 ampere i 1 timme (3600 sekunder) genom lösningen. Vi mäter massan av koppar avsatt till 0,635 g.

    1. teoretisk mängd produkt:

    * q =it =(1 a) x (3600 s) =3600 c

    * n =q/fz ​​=3600 c/(96485 c/mol x 2) =0,0187 mol

    * teoretisk massa av Cu =0,0187 mol x 63,55 g/mol =1,19 g

    2. Faktisk mängd produkt:

    * Faktisk massa Cu =0,635 g

    3. Faraday Effektivitet:

    * Fe =(0,635 g / 1,19 g) x 100% =53,4%

    Därför är Faraday -effektiviteten i kopparelektropläteringsprocessen 53,4%. Detta innebär att endast 53,4% av den teoretiska mängden koppar avsattes på grund av faktorer som sidoreaktioner, ineffektiv strömfördelning eller förluster i processen.

    Obs: Faraday -effektiviteten kan variera mycket beroende på de specifika reaktionsbetingelserna, elektrodmaterialet och andra faktorer. Det är avgörande att ta hänsyn till dessa faktorer vid analys och optimering av någon elektrokemisk process.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com