Question

4. Плотность тока, проходящего через электролит, состав- ляет 4·104 A/m². Рассчитайте толщину хрома, выделившегося в электролите за 100 с. Плотность хрома 7,2·103 kg/m³, электро- химический эквивалент 1,8·10-7kg/C. 201 TAT​

Answer 1

Відповідь: Для решения задачи необходимо использовать закон Фарадея, который утверждает, что количество вещества, выделившегося на электроде при электролизе, пропорционально количеству электрического заряда, прошедшего через электролит:

m = Q * M / z,

где m - масса выделившегося вещества, Q - количество электричества, прошедшего через электролит, M - молярная масса вещества, z - число электронов, необходимых для выделения одной молекулы вещества.

Толщина хрома будет равна объему выделенного вещества, деленному на площадь электрода.

Площадь электрода можно найти из плотности тока:

j = I / S,

где j - плотность тока, I - сила тока, S - площадь электрода.

Следовательно, площадь электрода равна:

S = I / j = 4*10^4 A/m^2.

Количество электричества, прошедшего через электролит, можно найти из уравнения:

Q = I * t,

где t - время.

Q = 410^4 A/m^2 * 100 s = 410^6 C/m^2.

Электрохимический эквивалент хрома равен 1,8*10^-7 kg/C.

M(Сr) = 52 г/моль = 0,052 кг/моль.

z(Сr) = 3.

Тогда масса выделенного хрома равна:

m = Q * M / z = (4*10^6 C/m^2) * (0,052 кг/моль) / 3 = 6,933 кг/м^2.

Объем хрома, выделившегося на электроде, равен массе, деленной на плотность:

V = m / ρ = 6,933 кг/м^2 / 7,2*10^3 кг/м^3 = 0,000962 м^3/м^2.

Толщина хрома равна объему, деленному на площадь электрода:

h = V / S = 0,000962 м^3/м^2 / 410^4 A/m^2 = 2,40510^-8 м = 0,024 мкм.

Толщина хромового покрытия, выделенного за 100 с при данной плотности тока, составляет 0,024 мкм.

Пояснення:

Answer 2

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон Фарадея, который гласит, что количество вещества, выделившегося на электроде, пропорционально заряду, прошедшему через электролит.

Расчет количества выделившегося хрома

1. Найдем заряд, прошедший через электролит: Q = I * t, где Q - заряд (кол-во электричества), I - плотность тока, t - время.

Подставим известные значения: Q = (4 * 10^4 A/m²) * (100 с) = 4 * 10^6 C.

2. Рассчитаем количество вещества хрома: n = Q / F, где n - количество вещества, Q - заряд, F - электрохимический эквивалент.

Подставим известные значения: n = (4 * 10^6 C) / (1.8 * 10^-7 kg/C) = 2.222 * 10^13 mol.

3. Рассчитаем массу хрома: m = n * M, где m - масса, n - количество вещества, M - молярная масса.

Подставим известные значения: m = (2.222 * 10^13 mol) * (7.2 * 10^3 kg/m³) = 1.6 * 10^17 kg.

Расчет толщины хрома

4. Расчет объема хрома: V = m / ρ, где V - объем, m - масса, ρ - плотность.

Подставим известные значения: V = (1.6 * 10^17 kg) / (7.2 * 10^3 kg/m³) = 2.222 * 10^13 m³.

5. Расчет площади поверхности электрода: A = I / j, где A - площадь, I - плотность тока, j - плотность тока электрода.

Подставим известные значения: A = (4 * 10^4 A/m²) / (201 TAT) = 199005.0 m².

6. Расчет толщины хрома: t = V / A, где t - толщина, V - объем, A - площадь.

Подставим известные значения: t = (2.222 * 10^13 m³) / (199005.0 m²) = 1.116 * 10^8 m.

Таким образом, толщина хрома, выделившегося в электролите за 100 с, составляет 1.116 * 10^8 метров.