ഫാരഡേയുടെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ നിയമങ്ങൾ

ഫാരഡേയുടെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ നിയമങ്ങൾ 1834 ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഗവേഷണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള പരിമാണസംബന്ധിയായ ബന്ധങ്ങൾ കാണിക്കുന്ന നിയമങ്ങളാണ്. ഫാരഡേയുടെ രീതികളിൽ നിന്നും തീർത്തും സ്വതന്ത്രമായി ഇതേ വർഷം തന്നെ ഇറ്റലിയിലെ കാർലോ മുറ്റെയ്ക്കി വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ നിയമങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ നിയമങ്ങളെ Faraday-Matteucci's laws എന്നും പറയുന്നു.

Michael Faraday.

ഗണിതരൂപം

ഫാരഡേയുടെ നിയമങ്ങളെ ഇങ്ങനെ ചുരുക്കിപ്പറയാം:

$m\ =\ \left({Q \over F}\right)\left({M \over z}\right)$

ഇവിടെ,

• mഎന്നത് ഒരു ഇലക്ട്രോഡിൽ സ്വതന്ത്രമായ പദാർത്ഥത്തിന്റെ ഗ്രാമിലുള്ള മാസാണ്
• Qഎന്നത് പദാർത്ഥത്തിലൂടെ കടന്നുവരുന്ന ആകെ വൈദ്യുത ചാർജ്ജിന്റെ കൂളോംബിലുള്ള അളവാണ്
• F = 96485 C mol⁻¹ എന്നത് ഫാരഡെ സ്ഥിരാങ്കമാണ്
• M എന്നത് ഗ്രാം പെർ മോളിലുള്ള പദാർത്ഥത്തിന്റെ മോളാർ മാസാണ്
• z പദാർത്ഥത്തിന്റെ അയോണുകളുടെ വാലൻസി നമ്പറാണ് (ഓരോ അയോണിലും കൈമാറ്റം നടക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം).

ഫാരഡേയുടെ ആദ്യനിയമമനുസരിച്ച്, M, F, z എന്നിവ സ്ഥിരാങ്കങ്ങളാണ്. അങ്ങനെ വരുമ്പോൾ, Q ന്റെ മൂല്യം കൂടുന്നതനുസരിച്ച് m ന്റെ മൂല്യവും വർധിക്കും.

ഫാരഡേയുടെ രണ്ടാം നിയമമനുസരിച്ച്, Q, F, zഎന്നിവ സ്ഥിരാങ്കങ്ങളാണ്. അങ്ങനെ വരുമ്പോൾ, M/z ന്റെ (equivalent weight) മൂല്യം കൂടുമ്പോൾ m ന്റെ മൂല്യവും വർധിക്കും.

സ്ഥിരമായ വൈദ്യുതി പ്രവഹിക്കുന്ന വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം നടക്കുന്ന ലളിതമായ അവസരത്തിൽ, $Q=It$ ആയതിനാൽ ഇങ്ങനെ എഴുതാം:

$m\ =\ \left({It \over F}\right)\left({M \over z}\right)$

അങ്ങനെ,

$n\ =\ \left({It \over F}\right)\left({1 \over z}\right)$

ഇവിടെ,

• n എന്നത് സ്വതന്ത്രമാക്കപ്പെടുന്ന പദാർത്ഥത്തിന്റെ അളവാണ് ("number of moles") : n = m/M
• t എന്നത് സ്ഥിരമായ വൈദ്യുതപ്രവാഹം കൊടുക്കുന്ന സമയമാണ്.

വ്യതിചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന വൈദ്യുതപ്രവാഹമുള്ള കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ അവസരത്തിൽ, ആകെ ചാർജ്ജ് Q എന്നത് വൈദ്യുതപ്രവാഹത്തെ I($\tau$) സമയത്തിനുമേൽ $\tau$ ഇന്റഗ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നതായിരിക്കും:

$Q=\int _{0}^{t}I(\tau )\ d\tau$

ഇവിടെ, t എന്നത് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിനു വേണ്ട ആകെ സമയമാണ്.

ഇതും കാണുക

• വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം
• Faraday's law of induction

കൂടുതൽ വായനയ്ക്ക്

• Serway, Moses, and Moyer, Modern Physics, third edition (2005),principles of physics.