Question

Металеву деталь покривають шаром нікелю за допомогою електролізу протягом 2 год. Сила струму весь час підтримується 2,5 А, площа поверхні деталі дорівнює 2000 см2. Шар нікелю якої товщини осів на поверхні деталі?​

Answer 1

Для розрахунку товщини шару нікелю, який осів на поверхні металевої деталі за допомогою електролізу, можна використовувати закон Фарадея та закон Нернста-Планка.

Спершу, давайте знайдемо кількість електронів, що пройшли через систему під час електролізу. Використовуючи формулу для обчислення кількості заряду (\(Q\)), який пройшов через систему, де \(I\) - сила струму, а \(t\) - час:

\[Q = I * t\]
\[Q = 2.5 A * 2 год * 3600 с = 18,000 Кулонів.\]

Тепер ми можемо використовувати цю кількість заряду для розрахунку маси нікелю (\(m\)), яка виділилася на поверхні деталі, використовуючи число Фарадея (\(F\)) і молекулярну масу нікелю (\(M\)):

\[m = \frac{Q * M}{2 * F},\]

де 2 вказує на те, що для виділення атома нікелю потрібно 2 електрони. Молекулярна маса нікелю (\(M\)) становить приблизно 58,69 г/моль, а число Фарадея (\(F\)) приблизно 96,485 Кулонів/моль.

\[m = \frac{18,000 C * 58.69 g/mol}{2 * 96,485 C/mol} \approx 558.81 г.\]

Тепер, знаючи масу виділеного нікелю і площу поверхні деталі (\(A\)), можна розрахувати товщину шару нікелю (\(d\)) за допомогою формули:

\[d = \frac{m}{A}.\]

\[d = \frac{558.81 г}{2000 см^2} = 0.279 г/см^2.\]

Таким чином, товщина шару нікелю, який осів на поверхні деталі, становить приблизно 0,279 грама на квадратний сантиметр.