9. 패러데이의 법칙(Farady's law)

 

전해질용액에 전류를 통하면 용액중의 이온은 전극으로 이동하여 전기를 방출하므로 하전(charge)하게 된다.

이와 같은 현상을 전기분해라고 한다.

 

방전한 이온은 전극에 석출 되거나 다른 이온의 하전을 빼앗아서 다시 이온으로 되돌아가기도 한다.

전기분해에 있어서 패러데이는 다음과 같은 법칙을 제안하였다.

 

ㆍ제1법칙 : 전해질 수용액 중에서 전극에 석출 되는 문질의 양은 통과한 전기량(전류 x 시간)에 비례한다.

ㆍ제2법칙 : 일정한 전기량에서는 전해질 수용액에서 전극에 석출하는 물질의 양은 이 물질의 화학당량(원자량/원자가)에 비례한다.

 

1화학당량을 석출시키는데 필요한 전기량은 1F(Faraday)이다.

1F = 96,500쿨롱(26.8Ah)이다.

1쿨롱이란 1A의 전류를 1초 동안 통과시킨 전기량을 말한다.

 

원소	기호	원자량	원자가	비중	mg/C	g/Ah	g/F
구리	Cu	63.54	1 (알칼리)	8.93	0.6585	2.373	63.54
구리	Cu	63.54	2 (산)	8.93	0.3293	1.186	31.77
니켈	Ni	58.71	2	8.9	0.3041	1.096	29.355
크롬	Cr	52.01	6	7.1	0.0899	0.324	8.67
아연	Zn	65.38	2	7.13	0.3388	1.219	32.69
은	Ag	107.88	1	10.5	1.118	4.02	107.88
금	Au	197.0	1	19.3	2.04	7.35	197.0
금	Au	197.0	3	19.3	0.64	2.45	65.67

 

 

위 표를 기준으로 예를 들면 은(Ag)은 1쿨롱의 전기량에 의해서

107.88(은의 분자량) / 96,500(1F의 전기량) = 0.001118mg을 석출한다.

Ag의 화학당량 107.88g을 석출시키는 데는

 

1F = 107.88 / 0.0011180 = 96,494 → 96,500C (AㆍSec) / 3,600 Sec = 26.8 Ah (1h = 60 x 60 Sec)

 

1g분자(1화학당량), 즉 1F을 석출시키는데 1A로 도금하면 26.8시간이 필요하고 2.68Afh ehrmagkaus 10시간이 필요하다는 것을 알 수 있다. 따라서 실용적으로는 Ah를 많이 사용하게 된다.