Leis de Faraday da electrólise

Referência : Abrantes, L.M., Lima, L.S., (2015) Leis de Faraday da eletrólise, Rev. Ciência Elem., V3(3):196
Autores: Luísa Maria Abrantes e Luís Spencer Lima
Editor: Manuel António Salgueiro da Silva
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2015.196]

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Michael Faraday sumariou as conclusões dos seus estudos experimentais sobre o processo eletrolítico através de duas leis [1,2] que, enunciadas à luz dos conhecimentos atuais são:

1. A quantidade de uma substância formada em cada fase eletródica duma célula eletrolítica é diretamente proporcional à quantidade de eletricidade que a atravessa.
2. As quantidades de diferentes substâncias formadas pela passagem de uma mesma quantidade de eletricidade são proporcionais às massas dos seus correspondentes equivalentes químicos.

Assumindo que não há processos paralelos, a massa m duma substância de massa molar M, produzida ou consumida pela passagem da corrente elétrica I, durante o tempo t, é dada por

                   $m = \frac{M}{nF}\int ^{t}_{0}I(t)dt\qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \quad (1)$

onde n é o número de eletrões envolvidos na reacção eletródica e F a designada constante de Faraday (carga de um mole de eletrões, i.e., carga do eletrão multiplicada pelo número de Avogadro); M/n é a referida massa do equivalente químico e \(\int ^{t}_{0}I(t)dt\) é a carga elétrica. Nos cálculos relativos à equação (1) emprega-se a intensidade de corrente fornecida ao reator eletrolítico. Tal implica que as quantidades produzidas sejam, normalmente, inferiores às determinadas teoricamente, devido à eventual existência de reações concorrentes ou perdas de corrente na instalação utilizada. Assim, surge o importante conceito de eficiência de corrente, ρ:

                  $\rho = \frac{massa_{real \ obtida}}{massa_{teorica}}\qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \quad(2)$

No caso vulgar de eletrólises conduzidas em regime de corrente elétrica com intensidade constante (\(\int ^{t}_{0}I(t)dt=It\)), como é o de prática industrial, é comum usar-se a expressão:

                  $massa_{real}=\frac{M}{nF}\rho It \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \quad (3)$

Referências

1. M. Faraday, Phil. Trans. Roy. Soc. London, Sc. A, 124 (1834) 77-122.
2. E. Katz, Electrochemical Dictionary, A.J. Bard, G. Inzelt, F. Scholtz Eds, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008.

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Criada em 09 de Maio de 2012
Revista em 12 de Novembro de 2012
Aceite pelo editor em 12 de Novembro de 2012