Якою була товщина шару нікелю, який покривав металеву пластину після 1 години 36 хвилин нікелювання за силою струму

Lunya_9139

47

Для решения этой задачи нам понадобится знать закон Фарадея для электролиза. Согласно этому закону, количество вещества, осажденного или растворенного в электролизе, пропорционально силе тока, времени и эквивалентной массе вещества.

Масса вещества, осажденного на плече в результате электролиза, может быть найдена с использованием формулы:

\[ m = \frac{{Q \cdot M}}{{F}} \]

где \( m \) - масса вещества, \( Q \) - количество электричества, \( M \) - молярная масса вещества, \( F \) - постоянная Фарадея.

Площадь поверхности пластины очень мала, поэтому можно считать, что осажденное на ней вещество представляет собой тонкий слой, порядок толщины которого мы и должны найти.

Для начала, найдем количество электричества, протекшее через электролит за время никелирования:

\[ Q = I \cdot t \]

где \( I \) - сила тока, \( t \) - время.

В нашем случае, \( I = 0.89 \) А, \( t = 1 \) час 36 минут \( = 1 \times 60 + 36 = 96 \) минут \( = 96 \times 60 = 5760 \) секунд.

Подставим значения и найдем \( Q \):

\[ Q = 0.89 \times 5760 \]

Теперь найдем молярную массу никеля (M). Молярная масса никеля равна 58.69 г/моль.

Далее, нужно найти постоянную Фарадея (F), которая равна 96500 Кл/моль.

Подставим полученные значения в формулу для массы вещества:

\[ m = \frac{{Q \cdot M}}{{F}} \]

\[ m = \frac{{0.89 \times 5760 \times 58.69}}{{96500}} \]

Посчитаем этот выражение с помощью калькулятора.

Таким образом, мы найдем массу никеля, осажденного на плече пластины за заданное время. Так как нам нужно найти толщину слоя, а площадь поверхности известна (92 см²), можно использовать следующую формулу:

\[ V = \frac{{m}}{{\rho \cdot S}} \]

где \( V \) - объем вещества, \( \rho \) - плотность вещества, \( S \) - площадь поверхности.

Для никеля плотность составляет около 8.9 г/см³. Подставив все значения, можно найти объем осажденного никеля.

Наконец, найдем толщину n слоя с использованием следующего уравнения:

\[ h = \frac{{V}}{{S}} \]

где \( h \) - толщина слоя.

Подставим найденные значения и рассчитаем ответ.