Ответ на этот вопрос дает следующий важный закон, также установленный Фарадеем на опыте (второй закон Фарадея): электрохимические эквиваленты различных веществ пропорциональны их молярным массам и обратно пропорциональны числам, выражающим их химическую валентность.
Для уяснения этого закона рассмотрим конкретный пример. Молярная масса серебра равна 0,1079 кг/моль, его валентность – 1. Молярная масса цинка равна 0,0654 кг/моль, его валентность – 2. Поэтому по второму закону Фарадея электрохимические эквиваленты серебра и цинка должны относиться, как
.
Согласно табл. 5, экспериментальные значения электрохимических эквивалентов равны кг/Кл для серебра и кг/Кл для цинка; их отношение равно , что согласуется со вторым законом Фарадея.
Если обозначить по-прежнему через [кг/Кл] электрохимический эквивалент вещества, через [кг/моль] – его молярную массу, а через – валентность , то второй закон Фарадея можно записать в виде
. (66.1)
Здесь через обозначен коэффициент пропорциональности, который является универсальной постоянной, т. е. имеет одинаковое значение для всех веществ. Величина называется постоянной Фарадея. Ее значение, найденное экспериментально, равно
Кл/моль.
Некоторые элементы в разных соединениях обладают различной валентностью. Так, например, медь одновалентна в хлористой меди (СиСl), закиси меди () и еще в некоторых солях, и медь двухвалентна в хлорной меди (), окиси меди (СuО), медном купоросе () и еще в некоторых соединениях. При электролизе в растворе с одновалентной медью заряд 1 Кл всегда выделяет 0,6588 мг меди. При электролизе же в растворе с двухвалентной медью заряд 1 Кл выделяет всегда вдвое меньше меди, именно 0,3294 мг. Как мы видим, медь имеет два значения электрохимического эквивалента (табл. 5).
Отношение молярной массы какого-либо вещества к его валентности называют химическим эквивалентом данного вещества. Это отношение показывает, какая масса данного вещества необходима для замещения одного моля водорода в химических соединениях. У одновалентных веществ химический эквивалент численно равен молярной массе. Пользуясь этим понятием, можно выразить второй закон Фарадея следующим образом: электрохимические эквиваленты веществ пропорциональны их химическим эквивалентам.
Объединив формулы (65.1) и (66.1), можно выразить оба закона Фарадея в виде одной формулы:
, (66.2)
где – масса вещества, выделяющегося при прохождении через электролит количества электричества . Эта формула имеет простой физический смысл. Положим в ней , т. е. возьмем массу одного химического эквивалента данного вещества. Тогда получим . Это значит, что постоянная Фарадея численно равна заряду , который необходимо пропустить через любой электролит, чтобы выделить на электродах вещество в количестве, равном одному химическому эквиваленту.
что то вроде этого
