Question

ДАЮ 50 БАЛЛОВ!!! ФИЗИКА 8 КЛАСС! Никелирование металлической пластины осуществлялось силы тока 0,89 А и продолжалось 1 час 36хв (4760с). Определите толщину слоя никеля, который покрыл пластину, если площадь поверхности пластины составляет 96 см2

Answer 1

Для определения толщины слоя d никеля определим сначала нанесённую его массу m по закону электролиза Фарадея:
$m=\dfrac{It}{F} \cdot \dfrac{\mu}{z}$
Здесь:
I = 0,89 А – сила тока через электрод (т.е. через пластинку, которую покрывают никелем – никелируют);
t = 4760 с – время никелирования;
F = 96485,33 Кл/моль – постоянная Фарадея;
μ = 0,059 кг/моль – молярная масса никеля;
z = 2 – валентность никеля.

Все величины подставляю в СИ, значит и ответ получится в СИ – килограммы:
$m=\dfrac{0,89 \cdot 4760}{96485,33} \cdot \dfrac{0,059}{2} \approx 0,00130$
То есть на изделии осядет примерно 1,3 грамма никеля.

Такая масса никеля (плотность ρ = 8800 кг/м³) занимает объём:
V = m / ρ = (1,3*10^(-3) кг) / (8800 кг/м³) = 1,47*10^(-7) м³

Зная площадь пластинки S, найдём толщину слоя как:
d = V / S
d = (1,47*10^(-7) м³) / (96 см²)
d = (1,47*10^(-7) м³) / (0,0096 м²)
d ≈ 1,53*10^(-5) м
d = 15,3 мкм.

Ответ: 15,3 мкм

Answer 2

Для определения толщины слоя никеля, покрывающего пластину, нужно использовать формулу электрохимического осаждения металла. Формула имеет следующий вид:

d = (M * t) / (F * A * ρ)

где: d - толщина слоя никеля (в сантиметрах) M - молярная масса никеля (г/моль) t - время осаждения (в секундах) F - Фарадеевская постоянная (96 485 Кл/моль) A - площадь поверхности пластины (в квадратных сантиметрах) ρ - плотность никеля (г/см³)

Для решения задачи нам необходимо знать молярную массу никеля и его плотность. Молярная масса никеля составляет около 58,69 г/моль, а плотность никеля примерно равна 8,9 г/см³.

Подставим известные значения в формулу:

d = (58,69 * 4760) / (96485 * 96 * 8,9)

После вычислений получаем:

d ≈ 0,029 см

Таким образом, толщина слоя никеля, покрывающего пластину, составляет приблизительно 0,029 см.