電解計算器

電解利用電能驅動原本無法自發進行的化學變化。過程中，電子透過外部電路移動，離子則在電解質中移動。法拉第定律將電子流與電極上被氧化或還原的物質量連結起來。本計算器將這項定律用於求解析出質量、總電量、電流或經過的時間。 核心關係為：質量等於電量乘以莫耳質量，再除以轉移電子數與法拉第常數的乘積。電量本身等於電流乘以時間。計算器採用的法拉第常數為每莫耳電子 96,485.33212 庫侖。莫耳質量必須以克每莫耳輸入，電流以安培輸入，時間以秒輸入，析出或消耗的質量以克輸入。電子數取自平衡後的半反應。Cu2+ 還原為銅需要兩個電子，Ag+ 還原為銀需要一個電子。 求質量時，需提供電流、時間、莫耳質量及轉移電子數。求電量時，需提供實測質量與相關化學參數。電流與時間模式是將同一公式重新整理，因此四種結果彼此一致。理想計算假設電流效率為百分之百，即每個電子都參與預期的電極反應。實際電解槽還可能出現氣體析出、副反應、漏電或回收不完全，使實測產量低於理論結果。 單位一致至關重要。一安培等於每秒一庫侖，因此輸入前必須將分鐘或小時換算為秒。莫耳質量應對應生成或消耗的物質，不一定對應電解質的完整化學式。電子數是平衡反應中的化學計量係數，不能直接取離子電荷去掉正負號後的數值。 電鍍、金屬精煉、電池研究、氯氣生產與實驗室庫侖分析都仰賴這些關係。學生可用計算器核對因次分析及平衡後的半反應，技術人員則可估算生產速率或所需運轉時間。用於工程規格時，應依電流效率、電極面積、傳質限制與特定製程條件修正理論結果。