Проводимость материалов существенно различается в зависимости от типа жидкости. В то время как такие вещества, как керосин, нефть и чистая вода, действуют как диэлектрики, растворение солей, кислот или щелочей в воде приводит к образованию проводящего раствора. Эти проводящие растворы известны как электролиты, которые функционируют как проводники второго класса, в которых заряд переносится ионами. Будь то растворение в растворителе или термическое плавление при высоких температурах, в процессе высвобождаются ионы, которые облегчают протекание электрического тока.
Превращение нейтральных молекул в заряженные ионы под воздействием растворителя называется электролитической диссоциацией. Молекулы с ионными связями, такие как хлорид натрия, разделяются полярными молекулами растворителя, такими как диполи воды, которые ослабляют электростатическое притяжение между ионами. Это разделение на положительные катионы и отрицательные анионы позволяет раствору стать электрически активным. На степень диссоциации влияет температура, которая увеличивает хаотическое движение, необходимое для разрыва молекулярных связей.
Движение ионов к электродам в электрическом поле является основным процессом электролиза. Положительные катионы мигрируют к отрицательному катоду, в то время как отрицательные анионы движутся к положительному аноду. Первый закон Фарадея гласит, что масса вещества, нанесенного на электрод, прямо пропорциональна общему электрическому заряду, прошедшему через электролит. Математически это соотношение выражается с помощью электрохимического эквивалента, который относится к конкретным атомным свойствам вещества.
Второй закон Фарадея определяет взаимосвязь между электрохимическим эквивалентом вещества и его внутренними характеристиками, такими как молярная масса и валентность. Он показывает, что электрохимический эквивалент прямо пропорционален молярной массе и обратно пропорционален химической валентности. Центральное место в этой формуле занимает постоянная Фарадея, представляющая суммарный заряд одного моля электронов. Эта постоянная обеспечивает универсальную связь между электрическим зарядом и физической массой вещества, участвующего в электролитическом процессе.