Question

Сколько времени нужно для никелирования металлического изделия с поверхностной площадью 120 см2, если толщина покрытия 0,4 мм, и сила тока 0,5 А

Answer 1

Po=8900 кг/м3 (плотность)   k=3*10^-7 кг/Кл (3-х валентный никель)
S=120*10^-4 м2     h=0.4*10^-3 м    I=0.5 A     t=?
===
m=k*I*t
m=po*V=po*S*h
t=po*S*h/(k*I)=8900*120*10^-4*0.4*10^-3/(3*10^-7*0.5)=284800 c (≈79 часов)
============================================================

Answer 2

Время, необходимое для никелирования металлического изделия, можно рассчитать с помощью закона Фарадея:

m = Q * M / (n * F),

где m - масса вещества, которое образуется или растворяется на электроде, Q - количество электричества, протекающее через электрод, M - молярная масса вещества, n - число электронов, передаваемых в реакции на один моль вещества, F - постоянная Фарадея.

Для никелирования металлического изделия необходимо растворить массу никеля, равную толщине покрытия умноженной на площадь изделия:

m = ρ * V = ρ * S * d,

где ρ - плотность никеля (8,9 г/см³), V - объем никеля, S - площадь изделия (120 см²), d - толщина покрытия (0,4 мм = 0,04 см).

Тогда

m = ρ * S * d = 8,9 г/см³ * 120 см² * 0,04 см = 42,72 г.

Чтобы растворить эту массу никеля, необходимо провести через раствор количество электричества, равное

Q = n * F * m / M,

где M - молярная масса никеля (58,7 г/моль), n - число электронов, передаваемых в реакции на один моль никеля (2), F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).

Тогда

Q = n * F * m / M = 2 * 96485 Кл/моль * 42,72 г / 58,7 г/моль = 27917 Кл.

Время, необходимое для проведения этого количества электричества при силе тока 0,5 А, равно

t = Q / I = 27917 Кл / 0,5 А = 55834 секунды ≈ 15,5 часов.

Таким образом, для никелирования металлического изделия с поверхностной площадью 120 см², толщиной покрытия 0,4 мм и силой тока 0,5 А, необходимо примерно 15,5 часов.