Konstanta Faraday adalah jumlah muatan listrik dalam satu mol elektron. Itu muncul dari perkalian bilangan Avogadro dengan muatan listrik elektron:
F = 6,022 × 10 23 molekul -1 x 1,602 × 10 19 coulomb = 96484,5561 C / mol
Konstanta ini dihitung berdasarkan jumlah perak padat yang disimpan dalam reaksi elektrokimia, di mana sejumlah arus listrik digunakan dalam waktu tertentu. Nilai konstanta ini juga digunakan untuk menghitung jumlah molekul dalam satu mol, yaitu bilangan Avogadro.
Untuk melakukan perhitungan menggunakan konstanta ini, kita harus memperhitungkan premis-premis berikut:
– Jumlah zat yang dihasilkan oleh elektrolisis sebanding dengan jumlah listrik yang digunakan. Untuk sejumlah listrik tertentu, jumlah zat yang dihasilkan sebanding dengan beratnya.
– Besarnya arus atau muatan yang lewat dalam waktu tertentu dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Q = saya xt
Dimana Q adalah jumlah muatan dalam coulomb, I adalah intensitas arus dalam ampere dan t adalah waktu yang berlalu, dalam detik.
Dengan mempertimbangkan nilai konstanta Faraday, jumlah listrik yang diperlukan untuk menyimpan sejumlah logam tertentu dapat dihitung, menurut rumus berikut:
Q = n (e) x F
Dimana Q adalah jumlah muatan dalam coulomb, n (e) adalah jumlah mol elektron, dan F adalah konstanta Faraday.
Ambil contoh, latihan berikut: berapa waktu yang diperlukan untuk menyetorkan 56 gram perak padat dari larutan perak nitrat dan arus 4,5 ampere?
Dalam tabel periodik kita dapat melihat bahwa berat atom perak adalah 107,9 gram per mol. Jadi 56 gram perak adalah 0,519 mol. Untuk menghasilkan mol perak sebanyak itu, diperlukan jumlah mol elektron yang sama, sehingga:
Q = 0,519 x 96500 (Konstanta Faraday) = 50083 coulomb
Waktu yang diperlukan untuk menyetorkan 0,519 mol perak adalah:
t = Q / I
t = 50083 / 4,5 amp = 11129 detik
Dalam jam: 11129/3600 = 3,09 jam.
Dalam jenis latihan ini, kita juga dapat memasukkan energi listrik yang diperlukan untuk menyimpan sejumlah zat tertentu, dengan mempertimbangkan rumus berikut:
E = QV
Dimana E adalah energi listrik dalam Joule, Q adalah jumlah muatan dalam coulomb, dan V adalah tegangan.
1 kWH = 3,6 x 10 6 J
Sebagai contoh: Mengetahui bahwa dengan tegangan 4,5 V Anda ingin menghasilkan satu kilo natrium logam melalui elektrolisis, hitung energi listrik yang diperlukan untuk prosedur tersebut, yang dinyatakan dalam kilowatt / jam.
Jika kita melihat tabel periodik, kita akan melihat bahwa berat atom natrium adalah 22,99 gram per mol, oleh karena itu satu kilogram natrium adalah 43,5 mol.
Menurut Q = n (e) x F
Kami memiliki bahwa muatan listrik yang diperlukan adalah:
Q = 43,5 x 96.500 = 4197750 coulomb.
Diketahui E = QV
E = 4197750 C x 4,5 V = 18889875 J
Dinyatakan dalam kilowatt/jam: 5,25 kW/jam.