فيديو السؤال: تحديد تعريف ثابت فاراداي الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

أي الخيارات الآتية يعرف ثابت فاراداي، ‪𝐹‬‏؟ أ: مقدار الشحنة لكل مول من الشحنة الأولية. ب: عدد الإلكترونات لكل مول من الشحنة الأولية. ج: كتلة المادة المترسبة عند القطب لكل كولوم من الشحنة. د: الزمن المستغرق لتوصيل مول واحد من الإلكترونات عند القطب. هـ: تدفق الشحنات الكهربية لكل ثانية.

لنفترض أن لدينا إلكترونات تنتقل عبر سلك. قد نعرف مقدار الشحنة المنقولة عبر الدائرة الكهربية. لكننا نريد معرفة عدد الإلكترونات المتسببة في تلك الشحنة. وثابت فاراداي يتيح التحويل بين هاتين الكميتين. رياضيًّا، ثابت فاراداي له قيمة تساوي عدد أفوجادرو مضروبًا في الشحنة الأولية. ثابت أفوجادرو يساوي 6.022 مضروبًا في 10 أس 23 وحدة لكل مول. وفي هذه الحالة، الوحدات هي جسيمات مشحونة. ولكن ما الشحنة الأولية؟

شحنة البروتون تساوي 1.602 مضروبًا في 10 أس سالب 19 كولوم. هذه الكمية من الشحنة تسمى الشحنة الأولية. وبالطبع، شحنة الإلكترون هي بالضبط عكس شحنة البروتون. لذا يمكننا استخدام الشحنة الأولية في العمليات الحسابية التي تتضمن الإلكترون أيضًا.

إذا ضربنا ثابت أفوجادرو في قيمة الشحنة الأولية، فسنتمكن من حساب ثابت فاراداي، الذي نجد أنه 96472.4 كولوم لكل مول، باستخدام هذه القيم المقربة. عادة ما تستخدم القيمة المقربة 96500 كولوم لكل مول في العمليات الحسابية. إذن توجد شحنة مقدارها 96500 كولوم لكل مول من الشحنات الأولية. هذا يطابق خيار الإجابة أ. بعبارة أخرى: لكل مول واحد من الشحنة الأولية المنقولة في دائرة كهربية، يوجد 96500 كولوم من الشحنة المنقولة.

إذن العبارة التي تعرف ثابت فاراداي هي الخيار أ؛ مقدار الشحنة لكل مول من الشحنة الأولية.