4.
Сколько минут надо пропускать ток силой 0,5А через раствор AgNO3, чтобы получить на площади
150 см2 покрытие из серебра толщиной 0,02 мм? Плотность серебра 10,5
г/см3. Выход по току 95 %. Напишите реакции, которые протекают на
катоде и аноде.
I = 0,5 A
S = 150 см2
ρ(Ag) = 10,5 г/см3
h = 0,02 мм = 0,002 см
F = 96500 Кл/моль – постоянная Фарадея
η = 95 %
В условии ничего не сказано про электроды, но, как правило, серебрение поверхности проводится с растворимым серебряным анодом.
Процессы на электродах
Анод (+) Ag – e = Ag(+) | 1 – окисление
Катод (–) Ag(+) + e = Ag | 1 – восстановление
Объем покрытия
V = S*h = 150*0,002 = 0,3 см3
Масса серебра, необходимая для покрытия поверхности.
m(Ag)факт = V*ρ(Ag) = 0,3*10,5 = 3,15 г
Масса выделившегося на катоде серебра при 100% выходе по току
m(Ag)теор = [m(Ag)факт/η]*100% = [3,15/95]*100 = 3,316 г
Эквивалентная масса серебра
M(1/z Ag) = M(Ag)/z(Ag) = 108/1 = 108 г/моль
z(Ag) = 1 – валентность серебра
По первому закону Фарадея масса осажденного на катоде серебра при 100% выходе по току
m(Ag)теор = M(1/z Ag)*I*Δt /F
Отсюда время электролиза.
Δt = F*m(Ag)теор/(M(1/z Ag)*I) = 96500*3,316/(108*0,5) = 5925 с
⇢