Question

Процесс покрытия слоем хрома (процесс хромирования) поверхности стальной пластины в электролитической ванне протекал при силе тока | = 2А Определите массу слоя хрома, выделившегося на поверхности стальной пластины в течение t = 3 часов (К хром = 18 • 10 -8 степени Кл/Кг)

Answer 1

Для определения массы слоя хрома, выделившегося на поверхности стальной пластины в процессе хромирования, мы можем использовать закон Фарадея. Закон Фарадея утверждает, что масса вещества, выделившегося или растворившегося на электроде в электролизе, пропорциональна количеству заряда, протекшему через электрод. Формула для вычисления массы (m) выделившегося вещества:

m = Q * M / (n * F)

где:

• m - масса вещества (в килограммах),
• Q - заряд, протекший через электрод (в кулонах),
• M - молярная масса хрома (в килограммах на моль),
• n - количество молей хрома, выделившегося на электроде,
• F - постоянная Фарадея (96,485 Кл/моль).

Сначала нам нужно найти количество молей хрома (n), которое выделилось на поверхности стальной пластины. Мы можем использовать формулу:

n = Q / (z * F)

где:

• Q - заряд (в кулонах) = |I| * t,
• |I| - абсолютная величина силы тока (в амперах),
• t - время (в секундах),
• z - количество молей электронов, передаваемых в процессе хромирования. Для хрома z = 2, так как хром имеет валентность +2.

Теперь мы можем объединить все формулы:

n = (|I| * t) / (z * F) m = n * M

Подставим данные:

|I| = 2 A (абсолютная величина силы тока) t = 3 часа = 3 * 3600 секунд (переводим часы в секунды) z = 2 F = 96,485 Кл/моль M (молярная масса хрома) = 52 г/моль = 0,052 кг/моль (переводим граммы в килограммы)

Вычислим Q:

Q = |I| * t = 2 A * 3 * 3600 с = 21600 Кл

Теперь вычислим n:

n = (|I| * t) / (z * F) = (21600 Кл) / (2 * 96,485 Кл/моль) ≈ 111,75 моль

И, наконец, вычислим массу слоя хрома:

m = n * M ≈ 111,75 моль * 0,052 кг/моль ≈ 5,82 кг

Итак, масса слоя хрома, выделившегося на поверхности стальной пластины в течение 3 часов, составляет примерно 5,82 килограмма.