Última atualização: 2026-06-16

Entendendo a lei de Faraday da eletrólise

Quando uma corrente elétrica flui por um eletrólito, íons são reduzidos ou oxidados nos eletrodos e matéria é depositada ou liberada. Michael Faraday mostrou na década de 1830 que a quantidade de substância que reage é determinada inteiramente pela carga elétrica que passa:

Aqui a carga é a própria corrente multiplicada pelo tempo, $Q = I \, t$, de modo que uma corrente constante de $I$ ampères por $t$ segundos faz passar $I \, t$ coulombs.

A constante de Faraday $F$ é a carga transportada por um mol de elétrons. Dividir a carga por $n \, F$ fornece os mols de substância que reagiram, e multiplicar pela massa molar converte mols em massa.

Exemplo resolvido

Uma célula de eletrodeposição de cobre opera a $I = 2\ \text{A}$ por 30 minutos. Quanto cobre se deposita? O cobre se deposita a partir de $\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}$, então $n = 2$, e sua massa molar é $M = 63.55\ \text{g/mol}$.

Primeiro a carga que passa, com o tempo em segundos ($30\ \text{min} = 1800\ \text{s}$):

Em seguida, os mols de cobre depositados:

Por fim, a massa:

Portanto, cerca de 1,19 g de cobre se depositam.

Por que a carga determina a massa

Cada íon que chega ao eletrodo recolhe um número fixo de elétrons do circuito. Reduzir um íon $\text{Cu}^{2+}$ exige dois elétrons; reduzir um íon $\text{Ag}^+$ exige um. Assim, o número de íons depositados é o número de elétrons fornecidos dividido por $n$, e o número de elétrons fornecidos é apenas a carga total dividida pela carga de um único elétron. Contando em mols em vez de partículas individuais, os mols depositados são iguais a $Q / (n \, F)$. Nada relacionado à área do eletrodo, à tensão ou à concentração entra na contagem — apenas a carga que fluiu.

O efeito da valência

Como $n$ está no denominador, um íon que precisa de mais elétrons rende menos metal para a mesma carga. A tabela abaixo mostra a massa depositada por 3.600 C de carga para três metais comuns de eletrodeposição.

A prata, que precisa de apenas um elétron por íon, deposita muito mais massa por coulomb do que o alumínio, ainda que o alumínio seja o elemento mais leve.

Usando a lei na prática

Na eletrodeposição e no eletrorrefino, a lei funciona nos dois sentidos. Dadas uma corrente e um tempo, você pode prever a massa do revestimento, e dividir essa massa pela área revestida e pela densidade do metal fornece a espessura do revestimento. Aplique o cálculo no sentido inverso e você pode dimensionar a corrente ou definir o tempo de operação necessário para atingir uma massa-alvo. Células reais ficam um pouco abaixo do ideal porque parte da carga aciona reações secundárias, como a evolução de gases; a fração da carga que de fato deposita o produto desejado é chamada de eficiência de corrente.