Question

никелирование металлического изделия с поверхностью площадью s = 100 см² продолжалось t = 3 ч при силе тока I = 0,5 А. определите толщину h слоя никеля, нанесенного на изделие. молярная масса никеля равна 59 г/моль, валентность n = 2, плотность = 8,9 г/см³. число фарадея F = 9,6 •10⁴ Кл/моль

Answer 1

Ответ:

18,6 мкм

Дано:

$S=100$ см²$=10^{-2}$ м²

$t=3$ ч $=10800$ с

$I=0,5$ А

M=59 г/моль = $59 \cdot 10^{-3}$ кг/моль

n=2

$\rho =8,9$ г/см³ =8900 кг/м³

$F=9,6 \cdot 10^4$ Кл/моль

__________________________

Найдем электрохимический эквивалент никеля:

$k=\dfrac{M}{Fn}=\dfrac{59 \cdot 10^{-3}}{9,6 \cdot 10^4 \cdot 2}=3,073 \cdot 10^{-7}$кг/Кл

Первый закон электролиза Фарадея:

$m=kIt$    (1)  

и $m=\rho V$  (2)

Объем = площадь поверхности умножить на толщину слоя:

$V=Sh$      (3)

соберем формулы (1-3) и выразим толщину слоя h.

$\rho S h = kIt$

$h=\dfrac{kIt}{\rho S} = \dfrac{3,073 \cdot 10^{-7} \cdot 0,5 \cdot 10800 }{8900 \cdot 10^{-2}}=1,86 \cdot 10^{-5}$м = 18,6 мкм

Answer 2

Для определения толщины слоя никеля (h) на металлическом изделии можно воспользоваться уравнением электрохимического осаждения:

$h = \frac{Q \cdot M}{n \cdot F \cdot \rho \cdot s}$

Где:

• $Q$ - заряд, переданный через цепь (ток умноженный на время): $Q = I \cdot t$
• $M$ - молярная масса никеля
• $n$ - валентность (для никеля $n = 2$)
• $F$ - число фарадея
• $\rho$ - плотность никеля
• $s$ - площадь поверхности изделия

Подставим значения:

$Q = I \cdot t = 0.5 \, \text{А} \cdot 3 \, \text{ч}$ $M = 59 \, \text{г/моль}$ $n = 2$ $F = 9.6 \times 10^4 \, \text{Кл/моль}$ $\rho = 8.9 \, \text{г/см}^3$ $s = 100 \, \text{см}^2$

Теперь можем вычислить толщину слоя $h$.