Faraday Kanunu , elektrolizde iki temel yasayla uygulanır:
Faraday'ın Birinci Yasası : Elektroliz devresinden geçen yük miktarı (elektrik miktarı) ile elektrotlarda açığa çıkan maddelerin kütleleri doğru orantılıdır. Bu, Q = I × t formülü ile ifade edilir; burada Q elektrik yükü miktarını, I akım şiddetini, t ise zaman süresini temsil eder
Faraday'ın İkinci Yasası : Aynı elektrik miktarı farklı elektrolitlerden geçtiğinde, elektrotlarda biriken maddelerin eşdeğer kütleleri birbirine eşittir ve bu kütleler, maddelerin eş değer ağırlıkları ile doğru orantılıdır. Eş değer kütle, iyonun mol kütlesinin tesir değerliğine bölünmesiyle bulunur
Bu yasalar, elektroliz sırasında açığa çıkan madde miktarını hesaplamak için kullanılır
Elektroliz formülü M = CQ = C × l × t şeklindedir. Bu formülde: M madde miktarını, C orantı katsayısını, Q zamanı (saniye), l akım şiddetini (amp, coulomb) ifade eder. Ayrıca, 9,649,104 coulomb, maddelerin eşdeğer gramlarını ortaya çıkarmayı sağlayan akım miktarıdır ve Faraday sabiti olarak bilinir, "F" ile gösterilir.
Elektroliz kaplama sistemi, genellikle şu dört adımda çalışır: 1. Yüzey Hazırlığı: Alt tabaka, oksitleri, gresi veya kiri temizleyen bir işlemden geçer. 2. Elektrolit Çözeltisi Hazırlama: Kaplama metalinin tüm çözünmüş iyonlarını içeren bir çözelti hazırlanır. 3. Elektroliz: Substrat (katot) ve kaplama metali (anot) elektrolitin içine daldırılır ve doğru akım (DC) geçirilir. 4. Son İşlem Süreci: Son nesne, yapışmayı ve yüzey kalitesini iyileştirmek için durulama, parlatma veya ısıl işleme tabi tutulur. Elektroliz kaplama işleminde, kaplama banyosu belirli bir sıcaklık ve pH değerinde tutulur ve doğru elektrik akımı değerleri kullanılır.
Elektrolizde akım ve gerilim hesaplamaları için aşağıdaki formüller kullanılır: Akım (I), devreden geçen elektrik yükü miktarını ifade eder ve amper (A) cinsinden ölçülür. Zaman (t), elektroliz işleminin sürdüğü süreyi belirtir ve saniye (s) cinsinden ifade edilir. Faraday sabiti (F), bir mol elektronun taşıdığı yükü temsil eder ve değeri 96500 Coulomb'dur. Katotta biriken maddenin atom ağırlığı (Ma), örneğin bakır için 63 g/mol'dür. Maddenin bileşikteki değerliği (Z), bakır için 2'dir. Elektrolizde akım verimi (verimi), elde edilen ürünün teorik ürüne oranının 100 ile çarpılmasıyla hesaplanır. Teorik hücre voltajı (E°), elektrotlar arasında uygulanması gereken potansiyel farkı ifade eder. Aşırı voltaj (η), elektrolizi gerçekleştirmek için uygulanan potansiyel ile teorik olarak gereken potansiyel arasındaki farkı belirtir. Daha detaylı hesaplamalar ve formüller için ilgili kaynaklara başvurulabilir.
Michael Faraday, elektromanyetizma ve elektrokimya alanındaki önemli çalışmalarıyla bilim tarihinde büyük bir yere sahiptir. Önemli katkıları arasında şunlar yer alır: Elektrik motoru ve jeneratör: Elektrik akımını mekanik enerjiye dönüştürerek elektrik motorunu ve manyetik kuvveti elektrik enerjisine çevirerek jeneratörü icat etmiştir. Elektroliz: Elektrolizin temel ilkelerini belirlemiş ve bu alanda iki yasa ortaya koymuştur. Faraday etkisi: Mıknatısın ışığın polarizasyon düzlemini döndürdüğünü keşfetmiştir. Gazların sıvılaştırılması: Klor gazını sıvılaştırmayı başaran ilk kişidir. Diyamanyetizma: Birçok malzemenin manyetik alandan zayıf bir itme sergilediğini keşfetmiştir. Bu çalışmaları, modern elektrik sistemlerinin temel prensiplerini oluşturmuş ve birçok teknolojinin geliştirilmesine temel sağlamıştır.
Elektrometalurji ve elektroliz arasındaki temel farklar şunlardır: Elektrometalurji, cevher veya metal içeren ham maddelerdeki metallerin elektrik enerjisi kullanılarak üretilmesi işlemidir. Elektroliz, elektrik akımının sulu veya eriyik elektrolitlerden geçirilmesiyle meydana gelen kimyasal ayrıştırma sürecidir. Elektrometalurji, genel bir terim olup, elektroliz bu sürecin bir yöntemidir.
Elektrokimyasal pil, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren düzeneklerdir. Faraday elektroliz yasaları, 1834 yılında Michael Faraday tarafından yayımlanan, elektroliz olayındaki madde-elektrik ilişkisini açıklayan elektrokimya yasalarıdır. Faraday'ın elektroliz yasalarının iki temel ilkesi: 1. Birinci yasa: Elektrotlarda açığa çıkan ya da kaybolan madde miktarı, devreden geçen akım yük miktarı ile doğru orantılıdır. 2. İkinci yasa: Farklı çözeltilerden eşit miktarda yük geçirilirse, anot ve katotta meydana gelen değişim, eş değer kütle ile doğru orantılıdır. Elektroliz, istemsiz kimyasal bir tepkimenin elektrik enerjisiyle gerçekleştirilmesi işlemidir.
Bakır sülfat elektrolizi yapmak için aşağıdaki adımlar izlenebilir: 1. Malzeme hazırlığı: Bakır(II) sülfat çözeltisi, iki bakır elektrot, güç kaynağı, bağlantı kabloları ve göz koruması temin edilir. 2. Devre kurulumu: Diyagramda gösterilen devre kurulur ancak güç kaynağı açılmaz. 3. Elektroliz: Güç kaynağı açılır ve yaklaşık 5 dakika boyunca devredeki değişiklikler gözlemlenir. 4. Bakır kaplama: Bakır kaplanan elektrot değiştirilir ve yerine anahtar veya anahtarlık gibi bir nesne yerleştirilir. 5 dakika daha beklenir. 5. Bakır kaplama çıkarma: Ters polarite uygulanarak bakır kaplama çıkarılmaya çalışılır. Güvenlik önlemleri: Bakır(II) sülfat gibi zararlı kimyasallarla çalışırken dikkatli olunmalıdır. Kimyasallarla çalışırken göz koruması kullanılmalıdır. Asitlerle çalışırken dikkatli olunmalı ve güvenlik kurallarına uyulmalıdır. Elektroliz işlemi, doğru akım (DC) ile gerçekleştirilir.
Eğitim
Eylemsizlik kuvveti formülü nedir?
Eskimo evleri neden sıcak tutar?
Enine dalga örnekleri nelerdir?
Fen 7 sınıf madde ve ısı nedir?
Erzurum ve Sivas Kongrelerinde manda konusu nasıl ele alınmıştır?
Endoterminin tersi nedir?
Etkili ezber için kaç tekrar yapılmalı?
En zor çocuk bilmeceleri nelerdir?
Epidermisten türeyen yapılar nelerdir?
Eus sınavı zor mu?
En ünlü Robert Kolej mezunu kim?
Eğitim koçu ile öğrenci koçu aynı mı?
Fatih Projesi neden iptal edildi?
Felsefede arkhe ve monizm nedir?
Felsefede iyi ve kötü nedir?
En çok hormon hangi bezde üretilir?
Entalpi değişimi ısı alan tepkimede pozitif mi negatif mi?
Epistemolojinin temel soruları nelerdir?
Fen Köyü serisi ne anlatıyor?
En uzak yıldız kaç ışık yılı?
Eski Mısırlılar hangi alfabeyi kullanıyordu?
Eski ALES puanları ne zaman silinir?
Eylemsizlik kanunu ilk kim buldu?
Endospor halindeyken bakteri ATP üretir mi?
Faktöriyelde 0 neden var?
Erozyon haritası nasıl yorumlanır?
Eğitim program geliştirme final konuları nelerdir?
Felsefede fenomen ve olgu arasındaki fark nedir?
Feminist teori türleri nelerdir?
Eşit P ne demek?
En zor geometri kitabı hangisi?
Evrenin işleyişi nötron yıldızları nedir?
Erasmus başvurusu nasıl yapılır?
Eğitim ideolojileri kaça ayrılır?
Farabi neyi icat etti kısaca?
Eğitimde diyalektik nasıl kullanılır?
Felsefede töz ve öz nedir?
Endüstriyel Tasarım bölümleri nelerdir?
Fay hattı nedir kısaca?
Eğitici oyuncak alırken nelere dikkat edilmeli?