Электрохимический эквивалент

Электрохимический эквивалент (устар. электролитический эквивалент) — масса вещества, которая должна выделиться во время электролиза на электроде, согласно закону Фарадея, при прохождении через электролит единицы количества заряда. Электрохимический эквивалент измеряется в кг/Кл. Лотар Мейер использовал термин электролитический эквивалент.

Законы Фарадея

Основная статья: Законы электролиза Фарадея

Первый закон Фарадея устанавливает строгую зависимость между количеством электричества, прошедшим через раствор или сплав электролитов, и количеством разложенного током вещества^[1]. А именно, масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, переданного на этот электрод:

${\displaystyle m=kQ}$,

где ${\displaystyle Q}$ — количество электричества (измеряемое как правило в кулонах), а ${\displaystyle m}$ — масса осаждённого вещества. Коэффициент пропорциональности ${\displaystyle k}$ зависит от вещества и называется электрохимическим эквивалентом этого вещества.

Согласно второму закону Фарадея, электрохимический эквивалент в свою очередь прямо пропорционален эквивалентной массе вещества. А именно:

${\displaystyle k={\frac {1}{F}}\mu _{eq}}$,

где ${\displaystyle F=}$96 485,33289 Кл/моль — постоянная Фарадея, а ${\displaystyle \mu _{eq}}$ — эквивалентная масса (называемая также химическим эквивалентом), то есть та доля молярной массы вещества, которая может быть замещена в частице одним атомом водорода:

${\displaystyle \mu _{eq}={\frac {\mu }{z}}}$,

где ${\displaystyle \mu }$ — молярная масса, а ${\displaystyle z}$ — валентное число ионов вещества (число электронов на один ион). Таким образом электрохимический эквивалент может быть вычислен как:

${\displaystyle k={\frac {1}{zF}}\cdot \mu }$.

Таблица значений электрохимических эквивалентов

Таблица значений электрохимических эквивалентов наиболее важных веществ

Элемент	молярная масса ${\displaystyle \mu }$(г/моль)	изменение валентности z	${\displaystyle {\frac {1}{zF}}}$ (мкмоль/кулон)	электрохимический эквивалент (мг/кулон)	электрохимический эквивалент (г/Ампер-час)	пример применения
Водород	1,0079	1 ↔ 0	10,364	0,0104	0,0376	электролиз воды
Кислород	15,999	2 ↔ 0	5,1821	0,0829	0,298
Фтор	18,998	1 ↔ 0	10,364	0,197	0,709	производство фтора
Натрий	22,990	1 ↔ 0	10,364	0,238	0,858	производство натрия
Алюминий	26,981	3 ↔ 0	3,4548	0,0932	0,336	производство алюминия
Хлор	35,451	1 ↔ 0	10,364	0,367	1,32	электролиз хлорида натрия[англ.]
Хром	51,996	6 ↔ 3 или 3 ↔ 0	3,4548	0,180	0,647
Хром	51,996	6 ↔ 0	1,7274	0,0898	0,323
Марганец	54,938	4 ↔ 3 или 3 ↔ 2	10,364	-	-	щелочной элемент
Марганец	54,938	4 ↔ 2 или 2 ↔ 0	5,1821	0,285	1,02
Марганец	54,938	7 ↔ 4 или 3 ↔ 0	3,4548	0,190	0,683
Марганец	54,938	7 ↔ 0	1,4806	0,0813	0,293
Железо	55,845	3 ↔ 2	10,364	-	-
Железо	55,845	2 ↔ 0	5,1821	0,289	1,04
Железо	55,845	3 ↔ 0	3,4548	0,193	0,695
Никель	58,693	2 ↔ 0	5,1821	0,304	1,09
Кобальт	58,933	2 ↔ 0	5,1821	0,305	1,10
Медь	63,546	2 ↔ 1 или 1 ↔ 0	10,364	0,659	2,37
Медь	63,546	2 ↔ 0	5,1821	0,329	1,19	рафинирование меди[нем.]
Цинк	65,409	2 ↔ 0	5,1821	0,339	1,22
Родий	102,91	3 ↔ 0	3,4548	0,356	1,28
Палладий	106,42	2 ↔ 0	5,1821	0,552	1,99
Серебро	107,87	1 ↔ 0	10,364	1,12	4,02
Кадмий	112,41	2 ↔ 0	5,1821	0,583	2,10
Олово	118,71	4 ↔ 2 или 2 ↔ 0	5,1821	0,615	2,21
Олово	118,71	4 ↔ 0	2,5911	0,308	1,11
Платина	195,08	2 ↔ 0	5,1821	1,01	3,64
Золото	196,97	1 ↔ 0	10,364	2,04	7,35	Au(I)
Золото	196,97	3 ↔ 0	3,4548	0,680	2,45
Свинец	207,2	4 ↔ 2 или 2 ↔ 0	5,1821	1,07	3,87	свинцово-кислотный аккумулятор
Свинец	207,2	4 ↔ 0	2,5911	0,537	1,93