【化学】ファラデーの電気分解の法則

ファラデーの電気分解の法則とは？

ファラデーは電気分解の物質の変化量が電気量と関係があることを実験で見出しました。これをファラデーの電気分解の法則と呼びます。

電気量（C）とは？

電気量（クーロン）とは、電流の強さと時間の積のことを指します。１クーロン(C)は1アンペア(A)の電流が1秒(s)流れた時の電気量です。つまり、次の式が成り立ちます。

摩擦で生じる電気量は約10^-8C、雷で地中に流れる電気量も数Cしかありません。

電気量は電子量に比例する

電気量は一定時間に移動する電子の数（物質量）に比例します。電圧と電子の数は関係しないため、電圧は電気量には無関係です。

ファラデー定数Fとは？

電子1molが持つ電気量の絶対値をファラデー定数Fと呼びます。電子1個の持つ電気量の絶対値（電気素量）は1.60×10^-19Cです。これに、アボガドロ定数6.02×10²³/molをかけると約9.65×10⁴C/molとなります。

ファラデー定数は物理で使うクーロンCと化学で使うmolの橋渡しをするような存在です。例えば、1Aの電流で100秒電気分解を行うとクーロンは次のようになります。

100Cの電子の物質量は次のようになります。

電気量と直列繋ぎ・並列繋ぎ

よく問題では電解槽を直列接続したものと、並列接続したもので出題されます。

直列繋ぎの場合

直列繋ぎではどの電解槽でも同じ大きさの電流が同じ時間だけながr獲ます。そのため電気量はどちらも等しいです。

並列繋ぎの場合

並列繋ぎでは、電流は並列分だけ分かれます。

そのため、電気量は次の関係になります。