Материальный баланс процесса электролиза в ячейке Гитторфа устанавливает связь между изменением концентрации электролита вблизи электрода и числами переноса.В общем случае изменение концентрации определяется разностью между снижением концентрации за счет разряда ионов и ростом концентрации за счет миграции. И первое и второе определяется количеством пропущенного электричества Q и может быть выражено через закон Фарадея n = Q/n(e)F.Тогда, количество вещества разрядившихся ионов составит Q/n(e)F, а переместившихся в результате миграции - Qt/n(e)F, где F - число Фарадея, n(e) - количество электронов принимаемое или отдаваемое ионом при разряде (численно равно заряду иона), Q - общее количество электричества, пропущенное через раствор. Обозначим количество вещества до пропускания электричества α, а после - β. Тогда связь между ними будет определяться следующим соотношением:β = α + Qt/n(e)F - Q/n(e)F, отсюда Δn = α - β = Q/n(e)F - Qt/n(e)FРассмотрим данное соотношение применительно к электролизу CuCl2.Первый и третий случаи одинаковы - электролиз ведется с растворимым анодом. В этом случае анодным процессом является растворение меди:Cu(0) ⇒ Cu(2+) + 2eРазряда анионов Cl(-) не происходит и изменение концентрации в анолите определяется только миграционной составляющей. Тогда Δn = -Qt(-)/F. Отсюда t(-) = -ΔnF/Q Или, вводя объем анолита V(a), t(-) = -Δс(а)*F*V(a)/QДля католита изменение концентрации обусловлено и разрядом и миграционной составляющей, поэтому для ионов медиΔn = Q/2F - Qt(+)/2FОтсюда t(+) = 1 - 2ΔnF/Q = 1 - 2Δc(к)*F*V(к)/QИтого:Для случаев 1 и 3 (электролиз с растворимым анодом) имеем:t(+) = 1 - 2Δc(k)*F*V(k)/Qt(-) = -Δс(а)*F*V(a)/QОтличие случая 2 заключается в том, что на нерастворимом аноде будет протекать реакция разряда ионов хлора:Cl(-) ⇒ 1/2Cl2 + eСледовательно:t(-) = 1 - Δс(а)*F*V(a)/QДля католита ситуация ситуация аналогична случаям 1 и 3t(+) = 1 - 2Δc(k)*F*V(k)/Q