電流、時間、電極材料を入力することで、電気分解中に生成または消費される物質の質量を計算します。正確な電気化学計算のための電気分解のファラデーの法則に基づいています。
モル質量: 63.55 g/mol,価数: 2,電気配線やメッキに使用されます
値を変更すると結果が自動的に更新されます
私たちの無料オンライン計算機を使用して、ファラデーの法則に基づいて正確な電気分解質量沈着を計算します。電気メッキ、金属精製、電気化学アプリケーションに最適です。
電気分解は、電流を使用して自発的でない化学反応を駆動する基本的な電気化学プロセスです。この電気分解計算機は、ファラデーの法則を適用して、電気分解中に電極で生成または消費される物質の質量を正確に決定します。電気化学を学ぶ学生、実験を行う研究者、電気メッキプロセスを最適化する産業エンジニアの方々にとって、この計算機は電気分解中に沈着または溶解する材料の量を予測する簡単な方法を提供します。
ファラデーの電気分解の法則は、電解質を通過する電気量と電極で変換される物質の量との間の定量的関係を確立します。この原則は、電気メッキ、電気精製、電気採鉱、高純度化学物質の製造など、数多くの産業アプリケーションの基盤を形成しています。
私たちの計算機では、電流(アンペア単位)、時間(秒単位)を入力し、一般的な電極材料から選択することで、電気分解プロセス中に生成または消費される物質の質量を瞬時に計算できます。直感的なインターフェースにより、複雑な電気化学計算がすべての専門知識レベルのユーザーにアクセス可能になります。
ファラデーの電気分解の法則は、電気分解中に電極で生成される物質の質量が、その電極で移動する電気量に直接比例することを述べています。数学的な公式は次のとおりです:
ここで:
電気量は、電流と時間の積として計算できるため()、公式は次のように書き換えることができます:
ここで:
電流 (I): 電気量の流れで、アンペア(A)で測定されます。電気分解では、電流は回路を通る電子の流れる速度を表します。
時間 (t): 電気分解プロセスの持続時間で、通常は秒単位で測定されます。産業用途では、時間は時間や日数になることがありますが、計算は秒に変換されます。
モル質量 (M): 物質の1モルの質量で、グラム毎モル(g/mol)で測定されます。各元素は、その原子量に基づいた特定のモル質量を持っています。
価数 (z): 電気分解反応中に陽イオンあたりに移動する電子の数です。これは、電極で発生する特定の電気化学反応に依存します。
ファラデー定数 (F): マイケル・ファラデーにちなんで名付けられたこの定数は、1モルの電子が運ぶ電気量を表します。その値は約96,485クーロン毎モル(C/mol)です。
2アンペアの電流が1時間、硫酸銅溶液を通過する際に沈着する銅の質量を計算してみましょう:
したがって、この電気分解プロセス中に約2.37グラムの銅が陰極に沈着します。
私たちの電気分解計算機は、直感的でユーザーフレンドリーに設計されています。電気分解中に生成または消費される物質の質量を計算するために、次の手順に従ってください:
電気分解計算は、さまざまな分野で多くの実用的なアプリケーションを持っています:
電気メッキは、電気分解を使用して他の材料に金属の薄い層を沈着させるプロセスです。正確な計算は以下に不可欠です:
例:宝飾品メーカーは、銀のリングに10ミクロンの金の層を沈着させる必要があります。電気分解計算機を使用して、この厚さを達成するために必要な正確な電流と時間を決定し、生産プロセスを最適化し、金の無駄を減らすことができます。
電気分解は、金属の抽出と精製において重要です:
例:銅精製所は、銅を98%から99.99%の純度に精製するために電気分解を使用します。トンあたりに必要な正確な電流を計算することで、エネルギー消費を最適化し、生産効率を最大化できます。
電気分解計算は、化学教育と研究において基本的です:
例:化学の学生は、銅を電気メッキする実験を行います。計算機を使用して、予想される質量沈着を予測し、実験結果と比較して効率を計算し、誤差の原因を特定します。
電気分解を理解することで、腐食防止システムの設計が可能になります:
例:海洋工学会社は、オフショアプラットフォームのためのカソード保護を設計します。計算機は、必要な犠牲アノードの質量と、計算された消費率に基づく期待される寿命を決定するのに役立ちます。
電気分解は、水処理と水素生成に使用されます:
例:再生可能エネルギー会社は、水の電気分解を通じて水素を生産します。計算機は、電解槽の生産率と効率を決定するのに役立ち、最大の水素出力のために運用を最適化します。
ファラデーの法則は、電気分解の結果を計算するための簡単な方法を提供しますが、代替アプローチや考慮事項もあります:
反応動力学が重要なシステムでは、バトラー・ボルマー方程式が電極反応のより詳細なモデルを提供し、以下を考慮します:
このアプローチはより複雑ですが、重要な活性過電圧を持つシステムに対してより高い精度を提供します。
産業環境では、実験データに基づく経験的手法が使用されることがあります:
これらの手法は、理論計算では捉えられない現実の非効率を考慮できます。
高度な計算手法は包括的な分析を提供します:
これらの手法は、特に複雑な形状や不均一な電流分布に対して価値があります。
電気分解が科学的概念および産業プロセスとして発展するのは数世紀にわたり、マイケル・ファラデーの研究は電気化学反応の定量的側面を理解する上での重要な瞬間を表しています。
電気分解の基礎は、1800年にアレッサンドロ・ボルタが最初の電池であるボルタ電池を発明したときに築かれました。この発明は、連続的な電源を提供し、新しい実験を可能にしました:
これらの初期の実験は、化学反応を駆動するための電気の力を示しましたが、定量的理解は欠けていました。
マイケル・ファラデーは、デービーの助手として、1830年代に電気分解に関する体系的な調査を行いました。彼の綿密な実験は、2つの基本的な法則につながりました:
ファラデーの第一法則 (1832):電気分解中に電極で変化する物質の質量は、その電極で移動する電気量に直接比例します。
ファラデーの第二法則 (1834):与えられた電気量に対して、電極で変化する元素材料の質量は、その元素の等価重量に直接比例します。
ファラデーは、今日でも使用される重要な用語を導入しました:
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