الكتلة المترسبة في التحليل الكهربائي (قوانين فاراداي) Calculator

Formula first

Overview

توفر قوانين فاراداي للتحليل الكهربائي علاقة كمية بين كمية المادة المنتجة أو المستهلكة عند القطب أثناء التحليل الكهربائي وكمية الكهرباء المارة عبر الإلكتروليت. تسمح هذه المعادلة، المشتقة من قانون فاراداي الثاني، بحساب كتلة المادة المترسبة أو المتحررة، مع الأخذ في الاعتبار التيار والزمن والكتلة المولية وعدد الإلكترونات المتضمنة وثابت فاراداي. إنها أساسية لفهم وتوقع نتائج العمليات الكهروكيميائية.

Symbols

Variables

I = Current, t = Time, M = Molar Mass, n = Number of Electrons (n), F = Faraday Constant

Apply it well

When To Use

When to use: تُطبق هذه المعادلة عندما تحتاج إلى حساب كتلة مادة منتجة أو مستهلكة أثناء تفاعل التحليل الكهربائي. يمكن أيضًا إعادة ترتيبها لإيجاد التيار أو الزمن أو الكتلة المولية أو عدد الإلكترونات المنتقلة لكل مول من المادة. تأكد من اتساق جميع الوحدات، خاصة الزمن بالثواني والتيار بالأمبير.

Why it matters: تعد قوانين فاراداي حاسمة للتطبيقات الصناعية مثل الطلاء الكهربائي (مثل طلاء الكروم، طلاء الفضة)، وتنقية المعادن (مثل النحاس، الألومنيوم)، وإنتاج العناصر مثل الكلور والصوديوم. كما أنها ضرورية في تكنولوجيا البطاريات، والوقاية من التآكل، وفي التقنيات التحليلية مثل الكولومترية، مما يوفر أساسًا كميًا للهندسة والبحث الكهروكيميائي.

Avoid these traps

Common Mistakes

• استخدام الزمن بالدقائق أو الساعات بدلاً من الثواني.
• تحديد قيمة 'n' (عدد الإلكترونات) بشكل غير صحيح من نصف التفاعل.
• استخدام الكتلة الذرية بدلاً من الكتلة المولية للعناصر ثنائية الذرة (على سبيل المثال، استخدام 35.5 لـ Cl بدلاً من 71.0 لـ $C{l}_2$).
• أخطاء في تحويل الوحدات، خاصة للتيار أو الزمن.

One free problem

Practice Problem

يمرر تيار مقداره $0.50\text{ A}$ عبر محلول من $CuS{O}_4$ لمدة $30\text{ minutes}$. احسب كتلة النحاس المترسبة عند الكاثود. (الكتلة المولية لـ Cu = $63.5\text{ g/mol}$).

Hint: تذكر تحويل الزمن من دقائق إلى ثوانٍ وتحديد عدد الإلكترونات (n) لترسيب النحاس.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Keep going

Related Formulas

References

Sources

1. Atkins' Physical Chemistry
2. Bird, Stewart, and Lightfoot, Transport Phenomena
3. Wikipedia: Faraday's laws of electrolysis
4. IUPAC Gold Book: Faraday constant
5. NIST CODATA
6. IUPAC Gold Book
7. Britannica, The Editors of Encyclopaedia. 'Faraday's laws of electrolysis'. Encyclopedia Britannica, 22 Sep. 2023.
8. AQA A-level Chemistry — Physical Chemistry (3.1.10.3 Electrolysis)