2. Напишите уравнения электродных реакций при электролизе водного раствора CdSO4. Какой внутренний гальванический элемент при этом образуется и какова его роль? Рассчитайте напряжение разложения. 4. Никелирование широко применяется для получения защитных и декоративных покрытий. С этой целью железное изделие общей площадью поверхности 0,08 м помещено в качестве катода в раствор соли никеля. Рассчитайте толщину отложившегося слоя никеля. Плотность никеля 8,90•103 кг/м3. Сила тока 3,15 А. Время электролиза 42 мин. Выход по току 95%.
CdSO4 → Cd2+ + SO42-
2. Уравнение электродных реакций при электролизе водного раствора CdSO4:
На катоде: 2H2O + 2e- → H2 ↑ + 2OH-
На аноде: 2OH- → 1/2O2 + H2O + 2e-
Внутренний гальванический элемент, образующийся при этом, - это водородный элемент. Он образуется на катоде и играет роль восстановителя, принимая электроны.
3. Для расчета напряжения разложения необходимо знать потенциалы электродных реакций. К сожалению, в приведенном вопросе значения не даны, поэтому расчет напряжения разложения невозможен.
4. Рассчитаем толщину отложившегося слоя никеля с использованием закона Фарадея:
t = (M * I * t) / (n * F * ρ * у)
где:
t - толщина отложившегося слоя (м),
M - молярная масса никеля (кг/моль),
I - сила тока (А),
t - время электролиза (сек),
n - количество электронов, участвующих в реакции (зависит от уравнения электродной реакции),
F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль),
ρ - плотность никеля (кг/м3),
у - выход по току (в долях единицы).
Уравнение электродной реакции никелирования:
Ni2+ + 2e- → Ni
Молярная масса никеля: 58,71 г/моль
Постоянная Фарадея: 96500 Кл/моль
Плотность никеля: 8,90•103 кг/м3
Сила тока: 3,15 А
Время электролиза: 42 мин = 2520 сек
Выход по току: 95% = 0,95
Количество электронов, участвующих в реакции: 2 (из уравнения реакции)
Подставляем все известные значения в уравнение и рассчитываем толщину отложившегося слоя никеля:
t = (0,05871 кг/моль * 3,15 А * 2520 сек) / (2 * 96500 Кл/моль * 8,90•103 кг/м3 * 0,95)
t = 0,0022 м = 2,2 мм
Толщина отложившегося слоя никеля составит 2,2 мм.