Faradayovy zákony elektrolýzy

Při elektrolýze se na katodě vylučuje vždy vodík nebo kov (vytvářejí kladné ionty). Na anodě se může vylučovat také látka, ale může také docházet jen k rozpouštění anody. Každá vyloučená molekula přijme z katody (resp. odevzdá anodě) několik elektronů. Označíme-li počet elementárních nábojů nutných pro vyloučení jedné molekuly symbolem , je počet vyloučených molekul , kde je celkový náboj prošlý povrchem elektrody. Pro celkovou hmotnost vyloučené látky dostáváme: , kde je hmotnost molekuly, molární hmotnost vyloučené látky, Avogadrova konstanta a je Faradayova konstanta. Odvozený výraz vyjadřuje zákony, které objevil v roce 1833 britský fyzik a chemik Michael Faraday (1791 - 1867).

První Faradayův zákon určuje hmotnost látky vyloučené na elektrodě nebo v roztoku.

Hmotnost vyloučené látky je přímo úměrná náboji , který prošel elektrolytem: , kde konstanta úměrnosti je pro danou látku charakteristická a nazývá se elektrochemický ekvivalent látky; .

Druhý Faradayův zákon zpřesňuje výpočet konstanty A ,která vystupuje v prvním zákoně.

Elektrochemický ekvivalent látky vypočteme, jestliže její molární hmotnost dělíme Faradayovou konstantou a počtem elektronů nutných k vyloučení jedné molekuly: . Látková množství různých látek vyloučených při elektrolýze týmž nábojem jsou chemicky ekvivalentní. (Mohou se navzájem nahradit v chemické sloučenině nebo se mohou beze zbytku sloučit.)

Počet elektronů, které jsou nutné k vyloučení jedné molekuly látky poznáme toho, o kolikavazný prvek se v dané sloučenině jedná. Tak např. k vyloučení mědi ze síranu měďnatého jsou zapotřebí 2 elektrony, neboť měď je dvojvazná - vytváří kationty . (Jde o síran měďnatý!)

Elektrolýza má rozsáhlé využití v praxi - galvanické pokovování, galvanické leptání, využívá se v elektrometalurgii (výroba hliníku elektrolýzou taveniny , výroba sodíku elektrolýzou taveniny NaCl, …), využívá se v polarografii a dalších aplikacích.