Elektroliza. Prawa Faradaya cz. II
Ten ostatni łączy się z drugim atomem tlenu, tworząc cząsteczkę O2. Elektroliza siarczanu potasowego prowadzi więc do utworzenia w roztworze wodorotlenku potasowego i kwasu siarkowego z równoczesnym wydzieleniem gazowego wodoru i tlenu. Są to wszystko wtórne produkty elektrolizy.
Co się tyczy ilości produktów elektrolizy, to z doświadczeń Faradaya wynika, że jest ona wprost proporcjonalna do natężenia prądu i oraz do czasu trwania elektrolizy t, czyli do wielkości ładunku przepuszczonego przez elektrolit (pierwsze prawo Faraday a): m = !dt. (VI,1
Natomiast napięcie na elektrodach, gęstość prądu, temperatura, rodzaj rozpuszczalnika itp. o tyle tylko mają wpływ na masę produktów elektrolizy, o ile zmieniają natężenie prądu. Współczynnik proporcjonalności k, tzw. równoważnik elektrochemiczny, jest to ilość produktu elektrolizy, wydzielona przez prąd o natężeniu jednostkowym (zwykle 1 A) w ciągu jednej sekundy, tj. przez ładunek 1 kulomba. Wartość jego dla różnych pierwiastków jest różna i, jak tego dowiodły pomiary Faradaya, równoważniki elektrochemiczne różnych pierwiastków są wprost proporcjonalne do ich równoważników chemicznych (drugie prawo Faradaya). Innymi słowy, wydzielenie jednego gramorównoważnika jakiejkolwiek substancji wymaga zawsze takiego samego ładunku elektrycznego. Według najnowszych pomiarów wielkość tego ładunku wynosi 96 493 kulomby. Ta ilość elektryczności nosi nazwę 1 faradaya, oznacza się ją symbolem 1 F. Równoważnik elektrochemiczny k otrzymuje się więc dzieląc równoważnik chemiczny przez F równoważnik chemiczny zaś równy jest ciężarowi atomowemu A podzielonemu przez wartościowość n. Ostatecznie więc k = AliiF. Po wprowadzeniu tego wyrażenia zamiast k do równania na pierwsze prawo Faradaya przyjmie ono postać następującą:
Prawa Faradaya odnoszą się przede wszystkim do pierwotnych produktów elektrolizy. Produkty wtórne stosują się do nich wtedy, gdy przemiana, jakiej ulegają produkty pierwotne, idzie w jednym tylko, ściśle określonym kierunku, jak to ma miejsce np. podczas omówionego wyżej przypadku elektrolizy siarczanu potasowego, kiedy cały potas, będący pierwotnym produktem elektrolizy, bez reszty przemienia sią na KOH z wydzieleniem równoważnej ilości wodoru. Rodzaje przemian natomiast, jakim ulegają pierwotne produkty elektrolizy, zależą w wybitnym stopniu nie tyle od wielkości przepuszczonego ładunku, co od napięcia, gęstości prądu, rodzaju rozpuszczalnika, materiału, ukształtowania powierzchni elektrod itd. Gdy np. elektrolizuje się siarczan potasowy, stosując dużą gęstość prądu na anodzie, wówczas zamiast części tlenu, powstającego podczas elektrolizy prowadzonej w zwykłych warunkach, tworzy się wskutek reakcji reszty SQj z nie zużytym siarczanem w roztworze pewna ilość nadtlenosiarczanu, KiSoO«, zależna od wymienionych warunków elektrolizy.