Какова толщина слоя никеля на металлической пластинке с площадью поверхности S=48 см2, если никелирование продолжалось t=4,0 ч при силе тока I=0,15 А и валентности никеля n=2?

Физика 11 класс Электролиз толщина слоя никеля никелирование площадь поверхности Сила тока валентность никеля физика 11 класс расчет толщины никеля Новый

Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться законом Фарадея, который связывает количество вещества, осаждаемого на электроде, с количеством электричества, прошедшего через электролит.

Шаг 1: Определим количество электричества, прошедшего через электролит.

Количество электричества (Q) можно найти по формуле:

Q = I * t,

где:

• I - сила тока (в амперах),
• t - время (в секундах).

Сначала переведем время из часов в секунды:

t = 4,0 ч * 3600 с/ч = 14400 с.

Теперь подставим значения:

Q = 0,15 А * 14400 с = 2160 Кл.

Шаг 2: Найдем количество никеля, осажденного на пластинке.

Количество вещества (n) можно найти по формуле:

n = Q / (F * z),

где:

• F - постоянная Фарадея (приблизительно 96500 Кл/моль),
• z - валентность никеля (в данном случае z = 2).

Теперь подставим значения:

n = 2160 Кл / (96500 Кл/моль * 2) = 0,0112 моль.

Шаг 3: Найдем массу никеля, осажденного на пластинке.

Массу (m) никеля можно найти по формуле:

m = n * M,

где M - молярная масса никеля (приблизительно 58,7 г/моль).

Теперь подставим значения:

m = 0,0112 моль * 58,7 г/моль = 0,65744 г.

Шаг 4: Найдем объем никеля, осажденного на пластинке.

Объем (V) можно найти по формуле:

V = m / ρ,

где ρ - плотность никеля (приблизительно 8,9 г/см³).

Теперь подставим значения:

V = 0,65744 г / 8,9 г/см³ = 0,0739 см³.

Шаг 5: Найдем толщину слоя никеля на пластинке.

Толщина (h) слоя можно найти по формуле:

h = V / S,

где S - площадь поверхности (в см²).

Теперь подставим значения:

h = 0,0739 см³ / 48 см² = 0,00154 см.

Ответ: Толщина слоя никеля на металлической пластинке составляет примерно 0,00154 см, или 15,4 мкм.