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Faraday-Elektrolyse-Rechner

· Zuletzt aktualisiert:2026-09-02

Faradays Elektrolysegesetz m = M·I·t/(n·F): Ein Mol Elektronen (96485 C, ein „Faraday“) scheidet ein Äquivalent M/n jedes Elements ab. Gib Molmasse, Strom und Zeit mit Einheiten sowie Elektronen pro Ion ein — du erhältst die geflossene Ladung, Mol Elektronen und die abgeschiedene Masse. Anker: 2 A über eine Stunde scheiden 2.37 g Kupfer aus Cu²⁺ ab; und Silber aus Ag⁺ liefert fast exakt ein Gramm pro Ampère-Viertelstunde — 1.006 g bei 1 A und 15 min.

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Wichtige Fakten

Kategorie
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Eingabetypen
number, select
Ausgabetyp
text
Sample-Abdeckung
4
API bereit
Ja

Überblick

Der Faraday-Elektrolyse-Rechner berechnet die elektrochemisch abgeschiedene Masse sowie Ladung und Stoffmenge anhand des ersten und zweiten Faraday-Gesetzes (m = M·I·t/(n·F)).

Wann verwenden

  • Berechnung der theoretischen Metallabscheidung bei Galvanik- und Beschichtungsprozessen.
  • Bestimmung der geflossenen Ladung in Coulomb und der Molmenge an Elektronen für Laborversuche.
  • Überprüfung von Stromausbeute und Abscheidungszeiten in der Chemie- und Werkstofftechnik.

So funktioniert es

  1. 1Eingabe der molaren Masse M (g/mol) des abzuscheidenden Elements und der Wertigkeit n (Elektronen pro Ion).
  2. 2Eingabe der Stromstärke I (in A oder mA) sowie der Prozessdauer t (in s, min oder h).
  3. 3Der Rechner ermittelt die Gesamtladung Q = I·t, dividiert durch die Faraday-Konstante F (96485 C/mol) und berechnet die theoretisch abgeschiedene Masse m = (M·I·t)/(n·F).

Anwendungsfälle

  • Galvanotechnik: Dimensionierung von Beschichtungsdauer und Stromdichte für Kupfer-, Nickel- oder Zinkbäder.
  • Chemieunterricht und Studium: Quantitative Analyse elektrochemischer Reaktionen und Verifikation von Messdaten.
  • Analytische Coulometrie: Bestimmung von Stoffmengen anhand präzise gemessener Strom- und Zeitwerte.

Beispiele

1. Kupferabscheidung im Galvanikbad

Galvaniseur

Hintergrund

Ein Bauteil soll in einem schwefelsauren Kupferbad (Cu²⁺) galvanisch verkupfert werden.

Aufgabe

Ermittlung der theoretisch abgeschiedenen Kupfermasse bei einem Strom von 2 A über eine Dauer von 1 Stunde.

Verwendung

Molare Masse auf 63.546 g/mol setzen, Strom 2 A, Zeit 1 h und n = 2 einstellen.

Ergebnis

Es fließen 7200 C Ladung (0.0746 mol Elektronen), was einer Masse von 2.37 g abgeschiedenem Kupfer entspricht.

2. Präzisionsversilberung

Laborant

Hintergrund

Im Labor wird ein Silbercoulometer mit einer wässrigen Silbernitratlösung (Ag⁺) betrieben.

Aufgabe

Berechnung der Silbermasse, die sich bei konstant 1 A in 15 Minuten abscheidet.

Verwendung

Molare Masse 107.868 g/mol wählen, Strom 1 A, Zeit 15 min und n = 1 eingeben.

Ergebnis

Bei einer Ladung von 900 C scheiden sich exakt 1.006 g Silber an der Kathode ab.

FAQ

Welcher Wert wird für die Faraday-Konstante verwendet?

Der Rechner nutzt den Standardwert der Faraday-Konstante F von ca. 96485 C/mol Elektronen.

Was bedeutet der Parameter n (Elektronen pro Ion)?

n entspricht der Wertigkeit bzw. der Anzahl der Elektronen, die für die Reduktion eines Ions zum Element benötigt werden (z. B. n = 2 für Cu²⁺ oder n = 1 für Ag⁺).

Berücksichtigt das Tool Verluste durch Nebenreaktionen?

Nein, die Berechnung liefert die theoretische Maximalmasse bei einer Stromausbeute von 100 %.

Welche Zeiteinheiten werden unterstützt?

Sie können die Prozesszeit flexibel in Sekunden (s), Minuten (min) oder Stunden (h) angeben.

Kann der Strom in Milliampere eingegeben werden?

Ja, über die Einheitenauswahl lässt sich die Stromstärke direkt in Ampere (A) oder Milliampere (mA) definieren.

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Arrhenius-Gleichungs-Rechner

Die Arrhenius-Gleichung k = A·e^(−Ea/RT) in drei Modi: k aus A, Ea und T; der präexponentielle Faktor A aus einem gemessenen k; und Ea aus zwei (k, T)-Punkten über Ea = R·ln(k₂/k₁)·T₁T₂/(T₂−T₁). Die Aktivierungsenergie wird in kJ/mol oder kcal/mol akzeptiert und in beiden ausgegeben. Anker: Mit A = 10¹³ s⁻¹, Ea = 75 kJ/mol und T = 298.15 K ergibt sich k ≈ 0.73 s⁻¹; eine Verdopplung von 20 °C auf 30 °C entspricht Ea ≈ 51.2 kJ/mol — die klassische Faustregel.

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Batteriekapazitäts- und Laufzeitrechner

Batteriekapazität und Laufzeit, C = I·t, in beide Richtungen: Laufzeit aus der Kapazität (mAh ÷ mA = Stunden) oder die Kapazität, die ein Job braucht (mA × h = mAh), mit optionaler Nennspannung für Energie (Wh) und Leistung (W). Anker: Ein 4500-mAh-Telefonakku läuft bei 300 mA mittlerer Last exakt 15 h; ein IoT-Sensor mit 5 mA über 30 Tage braucht 3600 mAh — 3.6 Ah —, eine Lehrbuch-Lithiumzelle.

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Beer-Lambert-Gesetz-Rechner

Beer-Lambert-Gesetz A = ε·c·l in beide Richtungen: Absorption aus der Konzentration oder Konzentration aus einer gemessenen Absorption (die alltägliche Quantifizierungsrichtung). Die Transmission T = 10⁻ᴬ läuft mit, und Werte außerhalb des linearen Arbeitsbereichs 0.05–1.0 werden markiert. Anker: NADH hat bei 340 nm ε = 6220 l·mol⁻¹·cm⁻¹, also liest 100 µM in einer 1-cm-Küvette exakt A = 0.622 — der Kalibrierpunkt hinter der halben Enzymologie.

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Siedepunktserhöhungs-Rechner

Siedepunktserhöhung ΔT_b = K_b·m·i mit Lösungsmitteltabelle (K_b in K·kg/mol und normaler Siedepunkt in °C), van't-Hoff-Faktor i für Elektrolyte und eigenem Lösungsmittel. Anker: NaCl 0.5 mol/kg in Wasser (i = 2) siedet 0.512 °C höher, bei 100.512 °C; 0.4 mol/kg in Benzol (K_b = 2.53) erhöht um 1.012 °C auf 81.112 °C; das riesige K_b von Kampfer (5.61) macht ihn zum klassischen Siedepunkts-Lösungsmittel.