使用方法
- 在四个选项中选择求解目标:析出质量、所需时间、所需电流或电荷量。
- 选择物质预设(如 Cu、Ag、H₂),或选择"自定义"后手动输入摩尔质量(g/mol)和电子转移数(n)。
- 输入已知参数——根据模式填写电流(A)、时间(含单位选择:秒/分钟/小时)或目标质量。
- 右侧面板自动显示主要结果,以及生成物的物质的量和电荷量。
底部的公式参考框可随时查看核心公式。
公式与原理
电解计算遵循法拉第电解定律。将析出质量与电荷量联系起来的核心公式为:
$$m = \frac{I \cdot t \cdot M}{n \cdot F}$$
其中:
- $m$ = 析出或释放的物质质量(g)
- $I$ = 电流(A,安培)
- $t$ = 时间(s,秒)
- $M$ = 物质摩尔质量(g/mol)
- $n$ = 每摩尔物质转移的电子摩尔数
- $F$ = 法拉第常数 ≈ 96,485 C/mol
电荷量公式: $$Q = I \cdot t \quad \text{(库仑)}$$
析出物质的量: $$\text{物质的量} = \frac{Q}{n \cdot F} = \frac{m}{M}$$
本计算器支持由同一公式导出的四种计算模式:
- 析出质量(已知 I、t、M、n)→ $m$
- 所需时间(已知 m、I、M、n)→ $t = \frac{m \cdot n \cdot F}{I \cdot M}$
- 所需电流(已知 m、t、M、n)→ $I = \frac{m \cdot n \cdot F}{t \cdot M}$
- 电荷量(已知 I、t)→ $Q = I \cdot t$
使用场景
- 电镀行业:计算在给定电流下,将特定质量(厚度)的铜镀层电镀到金属零件上所需的时间。
- 化学学生:解决电化学考试中涉及法拉第定律的计算题。
- 科研实验室:在实验装置中确定精确析出特定质量金属所需的电流。
- 电池与燃料电池工程师:估算充放电过程中的理论电荷容量和质量变化。
- 水电解(制氢):计算在给定电流下单位时间内产生的氢气量。
