패러데이의 전기분해 법칙: 두 판 사이의 차이

'''패러데이의 전기분해 법칙'''은 일반적으로 '''[[패러데이]] 법칙(Faraday's law)'''으로 알려져 있다.

 

[[패러데이]]가 이 법칙을 얻어내기 이전에 1807년 [[험프리 데이비]](Humphrey Davy)는 화학전지를 이용해서 [[수산화나트륨]]과 [[수산화칼륨]]의 [[전기분해]]를 통해 나트륨과 칼륨을 얻어내었다. 이 실험은 [[패러데이]]의 법칙의 발견에 매우 큰 영향을 미쳤다.

 

데이비가 전지를 사용하여 전기분해를 하였다는 사실을 주목하여 데이비의 실험을 다시 한번 살펴보자. 전지의 [[전압]] 및 [[전류]]는 [[전압계]]와 [[전류계]]로 측정이 가능하다. 물론 패러데이의 시절에 전압계와 전류계가 없었다고 가정해도, 전지를 사용하는 시간과 석출되는 나트륨, 칼륨의 양을 측정하는 것은 원시적인 방법으로도 가능하다. 따라서 패러데이는 전지를 통해 흐르는 [[전하량]]과 전기분해 생성물의 양 간의 관계를 정량적으로 파악하였는데, 여기서 패러데이의 법칙이 나왔으며 이런 점에서 데이비의 실험과 패러데이의 법칙의 발견에는 상호성이 있다는 것을 알 수 있다.

 

이제 패러데이가 전기분해 시 생성물과 이동하는 전하량간의 관계를 어떻게 법칙화하였는지 알아보자. 패러데이는,

# 전기분해반응시 생성되거나 소모되는 물질의 양은 이동하는 전하량에 비례한다. 이는 전지와 전극의 종류에 무관하다.

# 생성되거나 소모되는 양은 흐르는 전하량에 대해 [[당량]](equivalent mass) <ref>전기분해에서 사용하는 당량이란, 반쪽 반응식을 썼을 때 이동하는 전자의 몰 수와의 비례관계를 통해 알 수 있는 생성 또는 소모되는 물질의 몰 수의 비라고 이해할 수 있다.</ref> 만큼이다. 즉, 일정한 전하량이 흐를 때, 그에 해당하는 [[당량]]만큼이 생성되거나 소모된다.

 

이 법칙을 수식화하여 좀 더 정량적인 분석을 할 수 있다. 먼저 사용되는 상수들을 정리해보자.

*<math>\ e = 1.60217646 \times 10^{-19} [C/1 e^{-}]</math>