كما في أوقات أخرى ، علقنا على أسئلة أساسية أخرى في مجال الإلكترونيات والكهرباء ، مثل قانون أوم، أمواج قوانين كيرشوف، وحتى أنواع الدوائر الكهربائية الأساسية، سيكون من المثير للاهتمام أيضًا معرفة ما هو ثابت فاراداي، حيث يمكن أن يساعدك على معرفة المزيد عن الأحمال.
في هذه المقالة سوف تفهم ما هو أفضل قليلاً ما هو النعيم الدائم، ما الذي يمكن تقديمه ، وكيف يتم حسابه ...
ما هو ثابت فاراداي؟
La ثابت فاراداي وهو ثابت يستخدم على نطاق واسع في مجالات الفيزياء والكيمياء. يتم تعريفه على أنه مقدار الشحنة الكهربائية لكل مول من الإلكترونات. يأتي اسمها من العالم البريطاني مايكل فاراداي. يمكن استخدام هذا الثابت في الأنظمة الكهروكيميائية لحساب كتلة العناصر التي تتكون في قطب كهربائي.
يمكن أن تمثله الرسالة F، ويتم تعريفه على أنه الشحنة الأولية المولية ، القدرة حساب على النحو التالي:
كائن F القيمة الناتجة ثابت فارداي ، e الشحنة الكهربائية الأولية ، و Na هو ثابت أفوجادرو:
- e = 1.602176634 × 10-19 C
- Na = 6.02214076 × 1023 مول-1
وفقًا لـ SI ، فإن ثابت فاراداي دقيق ، مثله مثل الثوابت الأخرى ، وقيمته الدقيقة هي: 96485,3321233100184 ك / مول. كما ترى ، يتم التعبير عنها بالوحدة C / mol ، أي كولوم لكل مول. ولفهم ماهية هذه الوحدات ، إذا كنت لا تعرف بعد ، يمكنك متابعة قراءة القسمين التاليين ...
ما هو الخلد؟
Un مول هي وحدة تقيس كمية المادة. داخل SI للوحدات ، إنه أحد الكميات الأساسية السبعة. في أي مادة ، سواء كانت عنصرًا أو مركبًا كيميائيًا ، هناك سلسلة من الوحدات الأولية التي تتكون منها. يساوي مول واحد 7 6,022 × 14023 الكيانات الأولية ، وهي القيمة العددية الثابتة لثابت أفوجادرو.
يمكن أن تكون هذه الكيانات الأولية ذرة أو جزيء أو أيون أو إلكترون أو فوتونات أو أي نوع آخر من الجسيمات الأولية. على سبيل المثال ، مع هذا يمكنك احسب عدد الذرات ما هو في غرام من مادة معينة.
في كيمياء، الخلد أساسي ، لأنه يسمح بإجراء العديد من الحسابات للتركيبات والتفاعلات الكيميائية ، إلخ. على سبيل المثال ، للمياه (H2س) ، لديك رد فعل 2 H2 + س2 → 2 ح2O، وهذا يعني أن اثنين من شامات الهيدروجين (H2) ومول واحد من الأكسجين (O2) تتفاعل لتكوين مولين من الماء. علاوة على ذلك ، يمكن استخدامها أيضًا للتعبير عن التركيز (انظر المولارية).
ما هي الشحنة الكهربائية؟
من ناحية أخرى ، من شحنة كهربائية لقد تحدثنا بالفعل في مناسبات أخرى ، إنها خاصية فيزيائية جوهرية لبعض الجسيمات دون الذرية التي تظهر قوى جذابة ومنافرة فيما بينها بسبب المجالات الكهرومغناطيسية. يعد التفاعل الكهرومغناطيسي بين الشحنة والمجال الكهربائي أحد التفاعلات الأساسية الأربعة في الفيزياء ، جنبًا إلى جنب مع القوة النووية القوية والقوة النووية الضعيفة وقوة الجاذبية.
لقياس هذه الشحنة الكهربائية ، يتم استخدام كولوم (C) أو كولوم، ويتم تعريفه على أنه مقدار الشحنة التي يحملها تيار كهربائي بقوة واحد أمبير في ثانية واحدة.
تطبيقات ثابت فاراداي
إذا كنت تتساءل ماذا تطبيق عملي يمكنك الحصول على ثابت فاراداي هذا ، والحقيقة هي أن لديك عددًا قليلاً جدًا ، وبعض الأمثلة هي:
- الكهربائي / أنودة: لعمليات في الصناعة المعدنية حيث يتم تغطية معدن بآخر بالتحليل الكهربائي. على سبيل المثال ، عندما يتم جلفنة الفولاذ بطبقة من الزنك لمنحه مقاومة أكبر للتآكل. في هذه العمليات ، يتم استخدام المعدن المراد تغطيته كأنود والإلكتروليت عبارة عن ملح قابل للذوبان في مادة الأنود.
- تنقية المعادن: يمكن أيضًا تطبيقه على الصيغ المستخدمة في صقل المعادن مثل النحاس والزنك والقصدير ، إلخ. أيضا عن طريق إجراءات التحليل الكهربائي.
- التصنيع الكيميائي: لإنتاج مركبات كيميائية ، يستخدم هذا الثابت عادة أيضًا.
- تحليل كيميائي: عن طريق التحليل الكهربائي ، يمكن أيضًا تحديد التركيب الكيميائي.
- إنتاج الغاز: الغازات مثل الأكسجين أو الهيدروجين التي يتم الحصول عليها من الماء عن طريق التحليل الكهربائي تستخدم أيضًا هذا الثابت للحسابات.
- الطب وعلم الجماليمكن أيضًا استخدام التحليل الكهربائي لتحفيز أعصاب معينة أو علاج مشاكل معينة ، بالإضافة إلى إزالة الشعر غير المرغوب فيه. بدون الثابت ، لا يمكن تطوير العديد من الأدوات من هذا النوع.
- Impresión: بالنسبة للطابعات ، تُستخدم عمليات التحليل الكهربائي أيضًا لعناصر معينة.
- مكثف كهربائيا: مكون إلكتروني معروف جيداً يتكون من طبقة رقيقة من أكسيد الألومنيوم وأنود ألومنيوم بين الأقطاب الكهربائية. المنحل بالكهرباء عبارة عن خليط من حمض البوريك والجلسرين وهيدروكسيد الأمونيوم. وهذه هي الطريقة التي تتحقق بها تلك القدرات العظيمة ...
ما هو التحليل الكهربائي؟
ونظرًا لأن ثابت فاراداي مرتبط ارتباطًا وثيقًا بـ التحليل الكهربائيدعونا نرى ما هو هذا المصطلح الآخر الذي يستخدم كثيرًا في الصناعة. بفضل هذه العملية ، يمكن فصل عناصر المركب عن طريق الكهرباء. يتم ذلك عن طريق إطلاق الإلكترونات بواسطة أنيونات الأنود (الأكسدة) والتقاط الإلكترونات بواسطة كاتيونات الكاثود (الاختزال).
تم اكتشافه بالصدفة من قبل ويليام نيكلسون ، في عام 1800 ، أثناء دراسة تشغيل البطاريات الكيميائية. في عام 1834 ، مايكل فاراداي تطوير ونشر قوانين التحليل الكهربائي.
على سبيل المثال ، التحليل الكهربائي الماء ح2Oيسمح بتكوين الأكسجين والهيدروجين. إذا تم تطبيق تيار مباشر من خلال الأقطاب الكهربائية ، والتي ستفصل الأكسجين عن الهيدروجين ، وتكون قادرة على عزل كلا الغازين (لا يمكن أن تتلامس ، لأنها تنتج تفاعلًا انفجاريًا خطيرًا للغاية).