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输入计算

数学公式

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结果

析出 / 放出质量
2.3711
总电荷量(Q = I × t) 7,200 C
物质摩尔数 0.037311 mol
法拉第常数 96,485 C/mol

什么是法拉第电解质量计算器?

本工具基于法拉第电解定律,预测电流通过电解质时,在电极上析出(或以气体形式放出)的物质质量。它属于通用的物理与化学规律——在任何地区都同样适用——广泛应用于电镀、金属精炼、电解提取(电积)以及电化学课程的学习中。

连接电池的溶液中带有两个电极的电解池
电解池:电流驱动离子移向电极,在那里金属析出或气体逸出。

公式详解

析出质量的计算公式为:

$$m = \frac{I \cdot t \cdot M}{n \cdot F}$$

其中 \(I\) 为电流,单位安培(A);\(t\) 为通电时间,单位秒(s);\(M\) 为物质的摩尔质量,单位 g/mol;\(n\) 为每个离子转移的电子数(即氧化数的变化量);\(F\) 为法拉第常数,等于 96,485 C/mol。乘积 \(I \cdot t\) 即为总电荷量 \(Q\),单位库仑(C)。用 \(Q\) 除以(\(n \cdot F\))得到物质的摩尔数,再乘以 \(M\) 即可换算成克。

法拉第定律公式分解为带标注的各个组成部分
该公式将析出质量与电流、时间、摩尔质量和转移电子数联系起来。

使用方法

依次输入电流、以秒为单位的通电时间、所析出元素的摩尔质量,以及其半反应中的电子数。例如,铜的析出反应为 Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu,故 \(n = 2\);银的析出反应为 Ag⁺ + e⁻ → Ag,故 \(n = 1\)。

计算实例

电镀铜(\(M = 63.55\) g/mol,\(n = 2\)),采用 2 A 电流通电 1 小时(3600 秒):\(Q = 2 \times 3600 = 7200\) C。摩尔数 \(= \dfrac{7200}{2 \times 96485} = 0.03731\) mol。质量 \(= 0.03731 \times 63.55 \approx 2.371\) g 铜。

常见问题

n 是什么? 它表示在相应半反应中,每个离子得到或失去的电子数,等于氧化数变化的绝对值。

这个公式适用于气体吗? 适用。以氢气为例(2H⁺ + 2e⁻ → H₂),取 \(M = 2\) g/mol、\(n = 2\) 即可算出 H₂ 的质量;如需求体积,可再用理想气体状态方程换算。

如果我的时间是分钟或小时怎么办? 请先换算成秒(分钟乘以 60,小时乘以 3600),因为法拉第常数使用的单位是库仑 = 安培·秒。

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