Máy tính điện phân là gì?
Công cụ này áp dụng định luật Faraday thứ nhất về điện phân để xác định lượng chất bám vào điện cực (hoặc thoát ra dưới dạng khí) khi cho dòng điện chạy qua chất điện li. Đây là một công cụ vật lí - hoá học phổ quát, dựa trên các hằng số cơ bản nên có thể dùng ở bất cứ đâu.
Cách sử dụng
Nhập cường độ dòng điện (ampe), thời gian (giây), khối lượng mol của chất (gam trên mol) và số electron (n) trao đổi cho mỗi ion (ví dụ: \(n = 2\) với Cu²⁺, \(n = 1\) với Ag⁺, \(n = 3\) với Al³⁺). Máy tính sẽ trả về khối lượng chất bám vào (gam), tổng điện lượng đã đi qua và số mol chất tạo thành.
Giải thích công thức
Khối lượng chất thu được tính theo:
$$m = \frac{I \cdot t \cdot M}{n \cdot F}$$
Trong đó \(Q = I \cdot t\) là tổng điện lượng tính bằng cu-lông. Chia cho \(n \cdot F\) (với \(F = 96485\) C/mol là hằng số Faraday) ta được số mol chất, rồi nhân với khối lượng mol \(M\) để đổi từ mol sang gam. Tích \(n \cdot F\) chính là điện lượng cần thiết để giải phóng một mol chất.
Ví dụ minh hoạ
Giả sử dòng điện 2 A chạy trong 1 giờ (3600 giây) qua dung dịch đồng sunfat. Đồng có \(M = 63{,}55\) g/mol và \(n = 2\). Điện lượng \(Q = 2 \times 3600 = 7200\) C. Khối lượng $$= \frac{7200 \times 63{,}55}{2 \times 96485} = \frac{457560}{192970} \approx \mathbf{2{,}371 \text{ g}}$$ đồng bám vào điện cực.
Câu hỏi thường gặp
n là gì? Đó là số electron trao đổi cho mỗi ion trong phản ứng ở điện cực — bằng độ lớn điện tích của ion.
Vì sao F = 96485? Hằng số Faraday là điện tích của một mol electron (≈ 96485 cu-lông trên mol).
Tôi có thể nhập phút thay vì giây không? Không — hãy đổi thời gian sang giây trước (nhân số phút với 60, số giờ với 3600).
