Як довго треба, щоб нікелювати металевий виріб з площею поверхні 120 см2, якщо товщина покриття має становити 0,03

Тема: Электролиз и никелирование

Пояснение:
Для решения данной задачи о никелировании металлического изделия, необходимо учесть следующие факты.

Перед началом решения задачи, необходимо знать формулу для расчета времени электролиза:

Время электролиза (t) = (масса вещества (m))/(электрохимическая эквивалентность (z) x количество электричества (Q))

Также, нужно знать связь между массой покрытия и его объемом:

Масса покрытия (m) = плотность покрытия (ρ) x объем покрытия (V)

Объем покрытия (V) = площадь поверхности (S) x толщина покрытия (h)

Теперь, подставим значения из условия задачи:

Площадь поверхности (S) = 120 см² = 0,012 м²
Толщина покрытия (h) = 0,03 мм = 0,03 x 10⁻³ м = 3 x 10⁻⁵ м
Сила тока (I) = 0,5 А

Для никелирования металлического изделия, нам необходимо знать электрохимическую эквивалентность никеля (z). Значение z можно найти в справочных данных или таблице химических величин. Предположим, z = 29,7 г/А·ч.

Теперь можно рассчитать массу покрытия:

Объем покрытия (V) = 0,012 м² x 3 x 10⁻⁵ м = 3,6 x 10⁻⁴ м³

Масса покрытия (m) = плотность покрытия (ρ) x объем покрытия (V)

Плотность никеля (ρ) = 8,9 г/см³

Масса покрытия (m) = 8,9 г/см³ x 3,6 x 10⁻⁴ м³ = 3,204 г

Теперь мы знаем массу покрытия и электрохимическую эквивалентность никеля, поэтому можем рассчитать время электролиза:

Время электролиза (t) = (масса вещества (m))/(электрохимическая эквивалентность (z) x количество электричества (Q))

Количество электричества (Q) = заряд (Q) = ток (I) x время (t)

Теперь можем рассчитать время электролиза, подставив значения:

Время электролиза (t) = 3,204 г / (29,7 г/А·ч x (0,5 А x t))

Приведем единицы измерения массы в граммы и ёмкости в ампер-часы:

Время электролиза (t) = (3204/29,7) / (0,5 А) = 215,82 / 0,5 = 431,64 часа = 431,64 / 24 = 17,99 дня

Таким образом, время, необходимое для никелирования металлического изделия с площадью поверхности 120 см² и толщиной покрытия 0,03 мм при силе тока 0,5 А, составляет примерно 17,99 дня.

Совет:
Чтобы лучше понять электролиз и никелирование, рекомендуется изучить основы электрохимии и ознакомиться с процессами, происходящими на электродах во время электролиза.

Упражнение:
Подсчитайте время электролиза для никелирования металлического изделия с площадью поверхности 200 см², толщиной покрытия 0,02 мм и силой тока 0,3 А.