Пример

При получении матриц для грампластинок пользуются гальванопластикой. Первоначально восковая форма покрывается медью при плотности тока 0,80 А/дм2 в течение 30 мин. Выход по току 90%. Последующее покрытие производится при плотности тока 5,0 А/дм2 в течение 20 ч. Выход по току 95%. Сколько меди в среднем расходуется на одну матрицу грампластинки, если площадь ее поверхности 3,0 дм2?

Дано: j1=0,80 А/дм2=8,0 10 А/м2 — плотность тока при первичном покрытии, t1=30,0 мин=1800 с — время первичного покрытия, η1=90,0%=0,90 — выход по току при первичном покрытии, j2= 5,0 А/дм2=5,0 102 А/м2 — плотность тока при вторичном покрытии, t2=20,0 ч=72 103 с — время вторичного покрытия, 2= 95% =0,95 — выход по току при вторичном покрытии, k =0,33 х 10-6 кг/Кл — электрохимический эквивалент меди, S=3,0 х10 -2 м2 — площадь поверхности матрицы.

Найти: т — количество меди, необходимое для изготовления одной матрицы.

Решение. Выход по току показывает, какую часть от расчетной (по току) составляет масса вещества, выделившегося при электролизе, т. е.130-131_cr

где mрасч определяется из первого закона Фарадея. Массу меди, выделенной при первичном покрытии, можно найти из соотношения:130-131_cr2

Учитывая, что I=jS, получим:1ee32_cr

Аналогичным образом находим выражение для т2:132_cr

Общее количество выделенной меди:132_cr2

Подставляя числовые данные, найдем искомую величину:132_cr3

Ответ. Для изготовления одной матрицы требуется примерно 0,34 кг меди.

Пример

Какой наименьшей ёмкостью должен обладать аккумулятор, чтобы при электролизе подкисленной воды выделилось 5,0 л кислорода при 27 °С и нормальном атмосферном давлении?

Дано: V=5,0 л=5,0 10-3 м-3 — объем выделенного кислорода, Т=300 К — температура кислорода, р0=101,3 кПа — нормальное атмосферное давление, р0=1,43 кг/м3плотность кислорода при нормальных условиях, k=8,29-10-8 кг/Кл — электрохимический эквивалент кислорода.

Найти: q— емкость аккумулятора в ампер-часах.

Решение. Необходимое для электролиза количество элект­ричества найдем из соотношения:

m = kq, q = m/k.

Массу выделенного кислорода можно найти из формулы m = p0V0, а Vиз закона Гей-Люссака V= VT0/T. Таким образом:132_cr4

Выражая q в ампер-часах, окончательно получаем:132_cr5

Подставляя числовые значения, получим:132_cr6

Ответ. Наименьшая емкость аккумулятора должна быть около 22 А ч.