Áramkimenet

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2018. december 28-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 3 szerkesztést igényelnek .

A galvanizáló áramkimenet az elméletileg szükséges Qt töltés és az elektrode - elektrolit interfészen keresztül ténylegesen áthaladó Q f aránya , százalékban vagy egy egység töredékében kifejezve a ténylegesen megfigyelt oxidáció vagy redukció végrehajtásához. anyag m f .

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

Néha az áramkibocsátást a ténylegesen elreagált anyag tömegének m f arányaként számítják ki a Faraday 1. törvénye szerint számított elméleti m t tömegtranszferhez :

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

Tulajdonságok

Az aktuális kimenet látszólagos eltéréseket jelez Faraday törvényétől. Az elektrolízis során több vagy kevesebb anyag szabadul fel vagy oldódik fel, mint amennyit Faraday törvényei szerint elő kell írni. Vannak katód és anód áramkimenetek. A katódos folyamatban gyakrabban figyelhető meg egységnyinél kisebb áramhatásfok a mellékreakciók miatt (elektrolízis során keletkező anyagok kölcsönhatása elektrolit komponensekkel, hidrogén felszabadulása fémmel együtt a katódon), azonban ha különböző vegyértékű ionok vannak a katódon. az elektrolit, az alacsonyabb vegyértékű ionok figyelembevétele nélkül számított áramhatékonyság több is lehet. Az egységnél nagyobb áramhatékonyság gyakran megfigyelhető a fémek anódos oldódása során, amikor az elektrokémiai oldódás mellett a fém kémiai oldódása is megtörténik. Az elektrolízis során elektromos energiát fordítanak az elektrolit ellenállásának leküzdésére, de ez semmilyen módon nem befolyásolja az "áramkimenet" jelzőt. Az elektrolízis folyamatának gazdaságossági értékeléséhez az áramkibocsátáson kívül egy olyan fogalmat vezetnek be, mint az energiafogyasztás, amelynek értéke az áramkibocsátás mellett a fürdő feszültségétől is függ.

Az áramkimenet az elektrokémiai ekvivalenshez kapcsolódik.

Elektrokémiai megfelelője

A galvanizálás elektrokémiai ekvivalense az elektródán felszabaduló vagy oldott anyag mennyisége, az elektroliton áthaladó töltés mennyiségére vonatkoztatva :

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

ahol

m f a ténylegesen lerakódott vagy oldott elektródaanyag tömege; Q f a ténylegesen áthaladó töltés, amelyet az elektroliton idővel áthaladó áram integráljaként határozunk meg.

Mértékegységek

A definícióban megadott képletekből következően az áramkimenetet százalékban adjuk meg.

Az SI elektrokémiai egyenértéket kg/C-ban mérik, de gyakran g/(A h-ban) adják meg.

Példa

AgNO 3 vizes oldatának oldhatatlan anóddal történő elektrolízise során t = 50 percig. I \u003d 3,0 A áramerősségnél m f \u003d 9,6 g ezüst szabadult fel a katódon. Számítsa ki az aktuális kimenetet.

Megoldás:

Az elektroliton áthaladó töltés: Egy tetszőleges ion elméleti tömegátadása: $Q=I\cdot t.$

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

ahol

e az elemi töltés;
n az ion töltése e egységekben (ezüst-nitrát oldatban az ezüstionok töltése n = +1);
μ a moláris tömeg (ezüst esetében μ = 107,868 g/mol);
N A Avogadro száma;
F = eN A ≈ 96500 C a Faraday-szám .

A kapott képleteket behelyettesítve az aktuális kimenet kifejezésébe, a következőt kapjuk:

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\%.

A megadott értékeket egy méretrendszerbe hozva kiszámítjuk:

B_{m}={\frac {9.6\left[g\right]\cdot 1\cdot 96500\left[C\right]}{107.87\left[{\frac {g}{ mol}}\ jobb]\cdot 3\left[A\right]\cdot (50\left[min\right]\cdot 60\left[{\frac {s}{min}}\right])}}\ cdot 100\% =95,42\%.

Irodalom

"Műszaki galvanizálás a műszerekben" A. M. Ginberg, M. szerkesztésében, 1977.
Vyacheslavov P. M. Volyanyuk G. A. "Elektrolitikus öntés", L., 1979.