電気分解の計算(ファラデーの法則)
流す電流と時間、析出させたい物質を選ぶと、ファラデーの法則を使って、電極に析出する質量(水素なら体積も)を計算します。
A
分
くわしい条件を変える(なくても計算できます)
C/mol
計算方法
ファラデーの法則 電子の物質量(mol) = 電気量 Q ÷ ファラデー定数 F(Q=電流×時間)。電子の物質量を反応式の電子の数(n)で割ると、析出する物質の物質量になり、原子量(分子量)をかけると質量が求まります。
例:2Aの電流を30分(1800秒)流すと、電気量は2×1800=3600C。ファラデー定数96485C/molで割ると、電子は約0.0373mol。銅はCu²⁺+2e⁻→Cuなので2で割って銅は約0.01866mol、原子量63.55をかけて、析出する質量は約1.19gです。
ファラデー定数は、電子1molがもつ電気量(約96485C/mol)で、電気素量とアボガドロ定数から決まる値です。水素ガスの体積は、0℃・1気圧で気体1molが22.4Lという決まりを使って求めます。
出典:ファラデー定数(NIST 基礎物理定数)、原子量(日本化学会の標準原子量にもとづく代表値)
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よくある質問
ファラデーの法則とは?
電気分解で流れた電気量と、電極で反応する物質の量が比例するという法則です。
析出する質量の求め方は?
電気量(電流×時間)をファラデー定数で割って電子の物質量を求め、反応式の電子の数で割って原子量をかけます。
ファラデー定数とは?
電子1molがもつ電気量で、約96485C/molです。
電流や時間が0のときは?
電気量が0になるため、析出する質量も0です。
水素の体積はどう求める?
求めた水素の物質量に、気体1molの体積(0℃・1気圧で22.4L)をかけます。