Máy Tính Khối Lượng Điện Phân Faraday Là Gì?
Công cụ này áp dụng các định luật điện phân Faraday để dự đoán lượng chất bám lại trên điện cực (hoặc thoát ra dưới dạng khí) khi cho dòng điện chạy qua dung dịch điện phân. Đây là kiến thức vật lý/hóa học mang tính phổ quát — áp dụng ở bất kỳ đâu — và được dùng rộng rãi trong mạ điện, tinh luyện kim loại, điện phân chiết kim loại cũng như trong các bài tập điện hóa học.
Giải Thích Công Thức
Khối lượng chất sinh ra được tính bằng:
$$m = \frac{\text{Current (A)} \cdot \text{Time (s)} \cdot \text{Molar Mass}}{\text{Electrons (n)} \cdot 96485}$$
trong đó \(I\) là cường độ dòng điện (ampe), \(t\) là thời gian (giây), \(M\) là khối lượng mol của chất (g/mol), \(n\) là số electron trao đổi cho mỗi ion (chính là độ thay đổi số oxi hóa), và \(F\) là hằng số Faraday, 96.485 C/mol. Tích \(I \cdot t\) chính là tổng điện lượng \(Q\) tính bằng coulomb. Chia \(Q\) cho \((n \cdot F)\) ta được số mol chất, rồi nhân với \(M\) để đổi ra gam.
Cách Sử Dụng
Nhập cường độ dòng điện, thời gian tính bằng giây, khối lượng mol của nguyên tố cần bám lại, và số electron trong phản ứng nửa của nó. Ví dụ, đồng bám theo phản ứng Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu nên \(n = 2\); bạc theo Ag⁺ + e⁻ → Ag nên \(n = 1\).
Ví Dụ Minh Họa
Mạ đồng (\(M = 63{,}55\) g/mol, \(n = 2\)) với dòng điện 2 A trong 1 giờ (3600 s): \(Q = 2 \times 3600 = 7200\) C. Số mol \(= 7200 / (2 \times 96485) = 0{,}03731\) mol. Khối lượng \(= 0{,}03731 \times 63{,}55 \approx 2{,}371\) g đồng.
Câu Hỏi Thường Gặp
\(n\) là gì? Đó là số electron mà mỗi ion nhận hoặc nhường trong phản ứng nửa tương ứng — bằng độ lớn của sự thay đổi số oxi hóa.
Có dùng được cho chất khí không? Có. Với hiđro (2H⁺ + 2e⁻ → H₂), hãy dùng \(M = 2\) g/mol và \(n = 2\) để tính khối lượng H₂; nếu cần thì đổi sang thể tích bằng phương trình khí lý tưởng.
Nếu thời gian của tôi tính bằng phút hoặc giờ thì sao? Hãy đổi sang giây trước (phút nhân 60, giờ nhân 3600) vì hằng số Faraday dùng đơn vị coulomb = ampe·giây.
