Ieșire curentă

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 28 decembrie 2018; verificările necesită 3 modificări .

Ieșirea curentă în galvanizare este raportul dintre cantitatea de sarcină necesară teoretic Q t și Q f trecută efectiv prin interfața electrod- electrolit , exprimat în procente sau fracțiuni dintr-o unitate, pentru a efectua oxidarea sau reducerea efectiv observată a substanță m f .

B_{Q}={\frac {Q_{t}}{Q_{f}}}\cdot 100\%.

Uneori, curentul de ieșire este calculat ca raportul dintre masa substanței care a reacționat efectiv m f și transferul de masă teoretic m t calculat conform legii 1 a lui Faraday :

B_{m}={\frac {m_{f}}{m_{t}}}\cdot 100\%

Proprietăți

Ieșirea curentă indică abateri aparente de la legea lui Faraday. În timpul electrolizei , poate fi eliberată sau dizolvată mai multă sau mai puțină substanță decât ar trebui obținută conform legilor lui Faraday. Există ieșiri de curent catod și anod. În procesul catodic, se observă mai des o eficiență a curentului mai mică decât unitatea din cauza reacțiilor secundare (interacțiuni ale substanțelor formate în timpul electrolizei cu componentele electrolitice, eliberarea hidrogenului împreună cu metalul pe catod), totuși, dacă există ioni de valență diferită în electrolitul, randamentul curent calculat fără a lua în considerare ionii cu valență mai mică, poate fi mai mult de unul. Eficiența curentului mai mare decât unitatea este adesea observată în timpul dizolvării anodice a metalelor, când, împreună cu electrochimic, are loc dizolvarea chimică a metalului. În timpul electrolizei, energia electrică este cheltuită pentru a depăși rezistența electrolitului, dar acest lucru nu afectează în niciun fel indicatorul de „ieșire curentă”. Pentru o evaluare economică a procesului de electroliză, pe lângă puterea curentă, se introduce un astfel de concept ca consum de energie, a cărui valoare, pe lângă puterea curentă, depinde de tensiunea de pe baie.

Ieșirea curentă este legată de echivalentul electrochimic.

Echivalent electrochimic

Echivalentul electrochimic în galvanizare este cantitatea de substanță eliberată sau dizolvată pe electrod , raportată la cantitatea de sarcină trecută prin electrolit :

$EA={\frac {m_{f}}{Q_{f}}}={\frac {m_{f}}{\int \limits _{0}^{t}I_{f}(t )dt}},$

Unde

m f este masa materialului electrodului efectiv depus sau dizolvat; Q f este sarcina efectiv trecută, definită ca integrala curentului trecut prin electrolit în timp.

Unități de măsură

Ieșirea curentă, după cum urmează din formulele date în definiție, este indicată ca procent.

Echivalentul electrochimic SI este măsurat în kg/C, dar este adesea raportat în g/(A h).

Exemplu

În timpul electrolizei unei soluții apoase de AgNO 3 cu un anod insolubil timp de t = 50 min. la o putere curentă de I \u003d 3,0 A, m f \u003d 9,6 g de argint au fost eliberate la catod. Calculați puterea curentă.

Soluţie:

Sarcina trecută prin electrolit este: Transferul de masă teoretic pentru un ion arbitrar este: $Q=I\cdot t.$

m_{t}=\mu \cdot {\frac {Q}{n\cdot e\cdot N_{A)}}=\mu \cdot {\frac {I\cdot t}{n\cdot F }},

Unde

e este sarcina elementară;
n este sarcina ionului în unități de e (ionii de argint într-o soluție de azotat de argint au sarcina de n = +1);
μ este masa molară (pentru argint μ = 107,868 g/mol);
N A este numărul lui Avogadro ;
F = eN A ≈ 96500 C este numărul Faraday .

Înlocuind formulele obținute în expresia pentru ieșirea curentă, obținem:

B_{m}={\frac {m_{f}}{m_{t}}}\cdot 100\%={\frac {m_{f}}{\mu \cdot {\frac {I\ cdot t}{n\cdot F}}}}\cdot 100\%={\frac {m_{f}\cdot n\cdot F}{\mu \cdot I\cdot t}}\cdot 100\%.

Aducând valorile date la un sistem de dimensiuni, vom calcula:

B_{m}={\frac {9,6\left[g\right]\cdot 1\cdot 96500\left[C\right]}{107,87\left[{\frac {g}{ mol}}\ dreapta]\cdot 3\left[A\right]\cdot (50\left[min\right]\cdot 60\left[{\frac {s}{min}}\right])}}\ cdot 100\% =95,42\%.

Literatură

„Inginerie electroplating în instrumentație” sub conducerea lui A. M. Ginberg, M., 1977.
Vyacheslavov P. M. Volyanyuk G. A. „Turnare electrolitică”, L., 1979.