O físico e químico inglês Michael Faraday, no começo do século XIX, realizava alguns experimentos de eletrólise, que é o processo em que a corrente elétrica é responsável pelo desencadeamento de reações químicas. Com isso, surgiram os primeiros indícios que permitiram o entendimento da relação entre a matéria e a eletricidade.
No ano de 1834, diante de suas descobertas, Faraday propôs algumas regras gerais para a eletrólise que são conhecidas atualmente como leis da eletrólise, ou ainda leis de Faraday.
Foto: Reprodução
Primeira lei de Faraday
O enunciado da primeira lei de Faraday diz que “A massa de um composto eletrolisado é diretamente proporcional à quantidade de eletricidade que passa pelo sistema”. Faraday chegou a essa conclusão diante de seus experimentos que permitiram que observasse que os íons de um metal no estado sólido se depositam quando a corrente elétrica passa pela solução iônica de um dos seus sais.
Como exemplo, podemos citar o cobra (Cu) que se deposita quando a corrente passa pela solução salina de nitrato de cobre (Cu(NO3)2), conforme demonstrado na equação abaixo.
1 Cu2+(aq) + 2e– → 1Cu(s)
Nessa reação, podemos notar que 2 mols de elétrons fazem com que 1 mol de Cu2+ se deposite – a quantidade de elétrons depende da intensidade da corrente elétrica.
Com isso, Michael Faraday concluiu que existe uma proporção direta entre a massa de uma substância eletrolisada e a carga elétrica do sistema. Ainda não entendeu? Pense que quanto mais intensa for a corrente elétrica aplicada ao processo de eletrólise, maior será a quantidade de massa da substância produzida na reação.
Considerando que Q é a carga elétrica – medida em Coulombs -, i é a corrente elétrica – ampères – e t é o intervalo de tempo da passagem de corrente elétrica – segundos -, temos que a carga elétrica pode ser calculada, na física, com a fórmula Q = i . t.
Segunda lei de Faraday
Em sua segunda lei, temos o enunciado a seguir: “No processo eletrolítico, a massa de uma substância produzida é diretamente proporcional ao equivalente-grama (E) dessa substância”. A lei pode ser representada pela seguinte fórmula:
m = K . E
E, ao associarmos com a primeira lei:
m = K . i . t . E
ou ainda
Estudos de Faraday
Com seus estudos e experiências, Faraday concluiu que sempre acontecia uma força eletromotriz induzida. Analisando seus trabalhos, ele pode observar ainda que ao aparecer no circuito, a força eletromotriz acarretava em uma variação do fluxo magnético do mesmo circuito. A intensidade da força eletromotriz, de acordo com as observações de Faraday, é cada vez maior quanto mais rápido acontecer a variação do fluxo magnético.
Durante um período de tempo – Δt – Faraday pode observar que o fluxo magnético varia ΔΦ. Pode concluir, então, que a força eletromotriz pode ser calculada pela razão entre a variação do fluxo magnético e a variação do tempo.
