Выход по току

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Выходом по току в гальванотехнике называют выраженное в процентах отношение количества теоретически необходимого Qt заряда к фактически пропущенному Qf через электролит для осуществления фактически наблюдаемого массопереноса mf.

Иногда выход по току рассчитывается как отношение фактически перенесенной массы mf к теоретическому массопереносу mt, рассчитанному по 1-му закону Фарадея:

Свойства[править | править вики-текст]

При электролизе всегда выделяется или растворяется меньше вещества, чем должно получиться по законам Фарадея. Это объясняется тем, что наряду с основными электродными процессами окисления и восстановления практически всегда протекают побочные реакции (взаимодействие образовавшихся при электролизе веществ с электролитом, выделение наряду с металлом на катоде водорода и др.). Кроме того, часть электрической энергии тратится на преодоление сопротивления электролита, то есть на нагрев электролита и электродов. Поэтому для экономической оценки процесса электролиза вводят такие понятия, как выход по току и расход энергии на получение единицы веса осадка.

Выход по току связан с электрохимическим эквивалентом.

Электрохимический эквивалент[править | править вики-текст]

Электрохимическим эквивалентом в гальванотехнике называют количество вещества, выделившееся или растворившееся на электроде, отнесённое к величине заряда, пропущенного через электролит:

где

mf — масса фактически осаждённого или растворённого материала электрода;
Qf — фактически пропущенный заряд, определяемый как интеграл пропускаемого через электролит тока по времени.

Единицы измерения[править | править вики-текст]

Выход по току, как следует из приведённых в определении формул, указывается в процентах.

Электрохимический эквивалент в СИ измеряется в кг/Кл, но часто указывается в г/(А·ч).

Пример[править | править вики-текст]

При электролизе водного раствора АgNO3 с нерастворимым анодом в течение t = 50 мин. при силе тока в I = 3,0 А на катоде выделилось mf = 9,6 г серебра. Вычислить выход по току.

Решение:

Заряд, пропущенный через электролит, равен: Теоретический массоперенос для произвольного иона равен:

где

  • e — элементарный заряд;
  • n — заряд иона в единицах e (ионы серебра в растворе нитрата серебра имеют заряд n = +1);
  • μ — молярная масса (для серебра μ = 107,868 г/моль);
  • NA — число Авогадро;
  • F = eNA ≈ 96500 Кл — число Фарадея.

Подставляя полученные формулы в выражение для выхода по току, получим:

Приведя заданные значения к одной системе размерностей, проведём вычисление:

Литература[править | править вики-текст]

  • «Инженерная гальванотехника в приборостроении» под ред А. М. Гинберга, М., 1977.
  • Вячеславов П. М. Волянюк Г. А. «Электролитическое формование», Л., 1979.