При якій інтенсивності струму проводилося нікелювання металевої пластинки площею поверхні 108 см2, якщо за 2 години

Летучий_Демон_703

11

Для решения задачи нам необходимо воспользоваться электрохимическими принципами. Чтобы вывести формулу, будем использовать следующую информацию:

1. Время процесса составляет 2 часа, что равно 7200 секунд.
2. Хром имеет атомную массу 51,99 г/моль.
3. Площадь поверхности никелевания составляет 108 см², что равно 0,0108 м².

Теперь мы можем рассчитать количество молей хрома, необходимых для создания слоя определенной толщины. При никелевании хромом, каждый атом хрома отвечает за один электрон в реакции. Следовательно, моль хрома, необходимая для покрытия площади поверхности пластинки, будет равна:

\[n = \frac{{m}}{{M}}\],

где n - количество молей, m - масса хрома, а M - молярная масса хрома.

Массу хрома мы можем получить, зная массу хрома в единице площади и толщину слоя. Формула для расчета массы хрома:

\[m = S \cdot d \cdot M\],

где m - масса хрома, S - площадь поверхности, d - толщина слоя хрома, а M - молярная масса хрома.

Мы можем заменить m в формуле для нахождения количества молей:

\[n = \frac{{S \cdot d \cdot M}}{{M}} = S \cdot d\].

Теперь мы можем рассчитать количество молей электронов, необходимое для никелевания пластинки. Каждый моль электронов содержит 6,022 × 10²³ электронов. Формула для расчета количества молей электронов:

\[n_{\text{эл}} = n \cdot N_{\text{A}}\],

где n_{\text{эл}} - количество молей электронов, n - количество молей, а N_{\text{A}} - постоянная Авогадро.

Для получения количества электрического заряда (в Амперах) мы используем формулу:

\[Q = I \cdot t\],

где Q - заряд, I - интенсивность тока, а t - время.

Теперь мы можем выразить интенсивность тока I:

\[I = \frac{{Q}}{{t}} = \frac{{n_{\text{эл}} \cdot F \cdot z}}{{t}}\],

где I - интенсивность тока, Q - заряд, t - время, n_{\text{эл}} - количество молей электронов, F - постоянная Фарадея, z - стехиометрический коэффициент реакции.

Теперь подставим полученные значения и рассчитаем интенсивность тока:

\[I = \frac{{n_{\text{эл}} \cdot F \cdot z}}{{t}} = \frac{{S \cdot d \cdot N_{\text{A}} \cdot F \cdot z}}{{t}}\].

Постепенно раскроем значения констант и получим окончательный ответ.