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
Ответы на вопрос
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: