Question

При якій напрузі в електролітичній ванні відбувалось нікелювання виробу, якщо при затраті 3 кВт*год енергії на електроді виділилося 810 г нікелю ?

Answer 1

A=U*I*t    m=k*I*t    I*t/m/k   U=A*k/m=3*3,6*10^6*0,3*10^-6/0,81=4 B

Answer 2

Для розрахунку напруги в електролітичній ванні при нікелюванні використаємо співвідношення між електроенергією (E), кількістю відійшлих електронів (n) і масою виділеного виробу (m).

Загальна електроенергія, витрачена на електроді, може бути обчислена за формулою:

E = P * t,

де P - потужність джерела струму (в даному випадку 3 кВт), t - час електролізу.

Кількість відійшлих електронів може бути визначена за формулою:

n = Q / e,

де Q - електричний заряд (в кулонів), e - елементарний заряд (приблизно 1.6 * 10^(-19) кулонів).

Таким чином, маса виділеного нікелю може бути знайдена:

m = (Z * n) / F,

де Z - заряд нікелю (заряд 1 молекули Ni), F - Фарадеєве число (приблизно 96485 Кл/моль).

Підставимо значення n в останню формулу:

m = (Z * (Q / e)) / F.

Тепер ми можемо виразити електричний заряд Q:

Q = m * (e * F) / Z.

Оскільки Q = E / U (де U - напруга ванни), можемо записати:

E / U = m * (e * F) / Z.

Тепер можемо виразити напругу U:

U = (E * Z) / (m * e * F).

Підставимо відомі значення:

E = 3 кВт * год = 3 * 1000 * 3600 Кл (1 кВт * год = 1000 * 3600 Кл). m = 810 г. e = 1.6 * 10^(-19) Кл. F = 96485 Кл/моль. Z = заряд нікелю, який відповідає заряду 1 молекули Ni.

Значення заряду нікелю (Z) дорівнює заряду одного іону нікелю (Ni^2+). Оскільки нікель іонізується на два зарядення, Z = 2 * e. Підставимо все це в формулу для напруги:

U = (E * 2 * e) / (m * e * F) = (3 * 1000 * 3600 * 2) / (810 * 1.6 * 10^(-19) * 96485).

Проведемо розрахунки:

U = (2160000) / (1.22816 * 10^(-11) * 96485) U ≈ 176.17 В.

Отже, напруга в електролітичній ванні під час нікелювання виробу становить приблизно 176.17 В.