Question

Яка сила струму в електролітичній ванні для хромування поверхні площею 90 см2 , якщо через 2 год товщина хрому дорівнювала 5,6 мкм(k=18*10-8 кг/Кл).

Answer 1

Ответ: пояснение ниже

Объяснение:

S=90cм^2=0.0090^2

t=1ч=3600 с

h=2.8мкм=2,8*10^-6 м

p=7200кг/м^3

k = 18 * 10 ^ -8 кг / Кл

масса выделяющаяся на катоде = силе тока * время работы * коэффициент к

m=I*t*k

отсюда ток

I=m/t*k

Масса = плотность хрома* объем = плотность хрома *площадь*толщину.

m=p*V=p*S*h

тогда

I=p*S*h/t*k=7200*0.0090*2,8*10^-6/3600*18*10^-8 = 0.23 Ампер= 230 мА.

Answer 2

Для расчета силы тока в электролитической ванне для хромирования поверхности необходимо использовать уравнение электролиза. Уравнение электролиза связывает количество вещества, прошедшего через электролит, с силой тока и временем электролиза.

Формула, которую можно использовать для расчета силы тока (I), выглядит следующим образом:

\[ I = \frac{m}{n \cdot F \cdot t} \]

где: - \( I \) - сила тока (в амперах), - \( m \) - количество вещества, осажденного на электроде (в кулонах), - \( n \) - количество молекул или электронов, участвующих в реакции, - \( F \) - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль - количество кулонов, проходящих через электролит за 1 моль электронов), - \( t \) - время электролиза (в секундах).

Для процесса хромирования катион хрома \(Cr^{3+}\) может быть редуцирован до металлического хрома \(Cr\). Электрохимическое уравнение для этой реакции:

\[ Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr \]

Количество кулонов, необходимых для осаждения одного моля хрома, равно 3.

Таким образом, для решения задачи необходимо знать количество молекул, участвующих в реакции, и количество вещества (массу) хрома, которое было осаждено на поверхности.

По условию задачи толщина хромированного слоя равна 5,6 мкм, а площадь поверхности равна 90 см². Толщину слоя можно связать с количеством осажденного вещества, используя уравнение:

\[ m = \rho \cdot V \]

где: - \( m \) - масса осажденного вещества, - \( \rho \) - плотность хрома, - \( V \) - объем хромированного слоя.

Также можно использовать формулу для объема слоя:

\[ V = S \cdot d \]

где: - \( S \) - площадь поверхности, - \( d \) - толщина слоя.

Теперь у нас есть необходимые данные для расчета силы тока. Давайте начнем с расчета массы осажденного хрома.

\[ V = S \cdot d \]

\[ m = \rho \cdot V \]

\[ I = \frac{m}{n \cdot F \cdot t} \]

Сначала переведем все единицы измерения в систему СИ:

- Площадь поверхности \( S = 90 \, \text{см}^2 = 0,009 \, \text{м}^2 \) - Толщина слоя \( d = 5,6 \, \mu\text{м} = 5,6 \times 10^{-6} \, \text{м} \) - Плотность хрома \( \rho \) - нам не дана, но ее можно найти в литературе (примерно \( 7,19 \, \text{г/см}^3 \)).

Теперь рассчитаем объем слоя:

\[ V = S \cdot d = 0,009 \, \text{м}^2 \times 5,6 \times 10^{-6} \, \text{м} = 5,04 \times 10^{-8} \, \text{м}^3 \]

Теперь рассчитаем массу хрома:

\[ m = \rho \cdot V = 7,19 \times 10^3 \, \text{г/м}^3 \times 5,04 \times 10^{-8} \, \text{м}^3 = 0,364 \, \text{г} \]

Теперь мы можем рассчитать силу тока:

\[ I = \frac{m}{n \cdot F \cdot t} \]

Где \( n = 3 \) (количество электронов в реакции), \( F = 96 485 \, \text{Кл/моль} \) (постоянная Фарадея), \( t = 2 \, \text{ч} = 7200 \, \text{с} \).

\[ I = \frac{0,364 \, \text{г}}{3 \cdot 96 485 \, \text{Кл/моль} \cdot 7200 \, \text{с}} \]

\[ I \approx 1,61 \times 10^{-6} \, \text{А} \]

Таким образом, сила тока в электролитической ванне для хромирования поверхности составляет примерно \(1,61 \times 10^{-6} \, \text{А}\).