Сколько времени нужно осаждать никель на цилиндр диаметром 100 мм и высотой 50 мм, чтобы при силе тока 4 А нанести осадок толщиной 50 мкм? Выход по току никеля составляет 95%. Плотность никеля 8.9 г\см^3.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала расчитаем объем цилиндра:

V = π r^2 h,
где r - радиус цилиндра = диаметр / 2 = 100 мм / 2 = 50 мм = 5 см,
h - высота цилиндра = 50 мм = 5 см.

V = π (5 см)^2 5 см = 78,54 см^3.

Масса никеля, которая будет нанесена на цилиндр, равна:
m = плотность объем = 8.9 г/см^3 78,54 см^3 = 699,21 г.

Поскольку выход по току никеля составляет 95%, то реальная масса нанесенного никеля будет:
m_реальная = m / выход = 699,21 г / 0,95 = 735,4842 г.

Теперь найдем количество вещества никеля, которое необходимо осадить на цилиндр:
n = m_реальная / M,
где M - молярная масса никеля = 58,69 г.

n = 735,4842 г / 58,69 г/моль = 12,52 моль.

Теперь найдем количество зарядов, прошедших через электролит:
Q = n * F,
где F - постоянная Фарадея = 96485 Кл/моль.

Q = 12,52 моль 96485 Кл/моль = 1,20 10^6 Кл.

Так как ток равен 4 А, то время, необходимое для осаждения никеля на цилиндр толщиной 50 мкм, составит:
t = Q / I = 1,20 10^6 Кл / 4 А = 3 10^5 с = 300 000 секунд = 83,33 часа.

Итак, чтобы нанести осадок толщиной 50 мкм на цилиндр диаметром 100 мм и высотой 50 мм при силе тока 4 А, необходимо осаждать никель в течение примерно 83,33 часов.