Question

Нікелювання поверхні площею 26 см² відбувається при силі струму 0,15 А. Електрохімічний еквівалент нікелю дорівнює 3,04∙10⁻⁷ кг/Кл, густина 8900 кг/м³. Скільки часу тривало нікелювання, якщо товщина шару нікелю 0,4мм​

Answer 1

Ответ:

1. Знайти масу нікелю, яка відкладеться на поверхні:

м = q * m_el, де

q - кількість електричних зарядів, що пройшли через електроліт (q = I * t),

m_el - електрохімічний еквівалент нікелю.

q = I * t = 0,15 А * t

m = 0,15 А * t * 3,04∙10⁻⁷ кг/Кл = 4,56∙10⁻⁸ кг * t

2. Знайти об'єм нікелю, який відкладеться на поверхні:

V = m / ρ, де

ρ - густина нікелю.

V = 4,56∙10⁻⁸ кг * t / 8900 кг/м³ = 5,12∙10⁻¹² м³ * t

3. Знайти площу поверхні, на яку відкладеться нікель:

S = V / h, де

h - товщина шару нікелю.

S = 5,12∙10⁻¹² м³ * t / (0,4∙10⁻³ м) = 1,28∙10⁻⁹ м² * t

4. Записати рівняння, яке зв'язує площу поверхні з часом:

S = k * t, де

k - коефіцієнт пропорційності.

k = S / t = 1,28∙10⁻⁹ м² * t / t = 1,28∙10⁻⁹ м²

5. Знайти час нікелювання:

S = k * t

t = S / k = 26 см² * 10⁻⁴ м² / 1,28∙10⁻⁹ м² = 2,03∙10⁵ секунд = 33,8 хвилин (заокруглюємо до цілої хвилини).

Відповідь: час нікелювання дорівнює 34 хвилинам.

Answer 2

Для вирішення цього завдання, спочатку необхідно визначити масу нікелю, яка осадиться на поверхні площею 26 см².

Площа поверхні: A = 26 см² = 26 * 10⁻⁴ м² = 2,6 * 10⁻³ м² Товщина шару нікелю: d = 0,4 мм = 0,4 * 10⁻³ м

Об'єм нікелю, який осадиться на поверхні: V = A * d = 2,6 * 10⁻³ м² * 0,4 * 10⁻³ м = 1,04 * 10⁻⁶ м³

Маса нікелю, що осадиться на поверхні: m = ρ * V = 8900 кг/м³ * 1,04 * 10⁻⁶ м³ = 9,25 * 10⁻³ кг

Тепер, знаючи масу нікелю, можна обчислити час тривалості електролізу.

Маса, що осаджується за час t, визначається як: m = I * t * E, де I - сила струму, E - електрохімічний еквівалент нікелю.

Підставимо відомі значення: 9,25 * 10⁻³ кг = 0,15 А * t * 3,04 * 10⁻⁷ кг/Кл

Тепер розв'яжемо це рівняння відносно t:

t = (9,25 * 10⁻³ кг) / (0,15 А * 3,04 * 10⁻⁷ кг/Кл)

t ≈ 2024,8 сек

Таким чином, час тривалості нікелювання становить приблизно 2024,8 секунди або близько 33,75 хвилин.