Электрохимия. Данько Е.Т - 29 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ им. Невельского | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

29
W
m
= (1,85·1000) / (1,3·0,89) = 1570 кВт·час/т.
Задача 2. Рассчитать толщину никелевого покрытия на изделии и изме-
нение толщины никелевого анода при электрохимическом никелировании в те-
чение 1 часа, если плотность тока на катоде 10 А/м
2
, а на аноде 5 А/м
2
. Выход
по току для катода составил 80 %, для анода – 90 %. Плотность никеля 9,0 г/см
3
.
Решение. Поскольку в условии задачи используется плотность тока (i),
т. е. сила тока, приходящаяся на единицу поверхности, то рассчитаем массу ни-
келя, выделяющуюся на единицу поверхности по 1-му закону Фарадея (30):
m = (29,35·10·0,80) /26,8 = 9,5 г,
где M
э
(Ni)
= М / 2 = 58,7/2 = 29,35 г/моль.
Далее рассчитаем толщину покрытия:
l
Ni
= m
Ni
/d
Ni
= 9,5·10
–2
/ 9,0 = 1,07·10
–2
см.
С единицы поверхности анода растворилось никеля:
m = (29,35·5·0,90) / 26,8 = 5,0 г.
Изменение толщины никелевого анода составляет:
∆l
Ni
= 5·10
–2
/ 9,0 = 0,56·10
–2
см.
Задачи
1. В процессе электролиза водного раствора хлорида натрия в электролизёре
диафрагменного типа с нагрузкой 22 кА за 24 часа получено 5450 л рас-
твора щелочи, содержащей 138 г/л NaOH. Определить выход по току ще-
лочи.
2.
Щелока, выходящие из диафрагменного хлорного электролизёра, содер-
жат 130 г/л NaOH. Электродная плотность тока в электролизере равна
800 А/м
2
, выход по току щелочи 95 %. Определить скорость протекания
раствора щелочи через диафрагму электролизёра (без учета изменения
объёма раствора).
3.
Для электрохимического обессоливания воды используется трёхкамер-
ный электродиализатор, катодное пространство которого заполнено рас-
твором NaOH, анодное – раствором H
2
SO
4
, а в среднюю камеру подается
обессоливаемая вода, содержащая 14 г/л соли Na
2
SO
4
. Определить токо-
вую нагрузку электродиализатора, который производит за 1 час 20 л во-
ды, содержащей половину первоначального количества соли (числа пере-
носа
-2
4
so
t и
+
Na
t равны 0,18).
4.
Диафрагменный хлорный электролизёр, предназначенный для получения
едкого калия электролизом водного раствора хлорида калия, работает при
нагрузке 40 кА и среднем выходе по току 92 %. Содержание KOH в выте-
кающих щелоках составляет около 180 г/л. Определить скорость вытека-
ния щелоков из электролизёра.
5.
Напряжение разложения водного раствора NaCl в хлорном ртутном элек-
тролизёре равно 3,22 В. Вычислить теоретический удельный расход элек-
                             Wm = (1,85·1000) / (1,3·0,89) = 1570 кВт·час/т.

       Задача 2. Рассчитать толщину никелевого покрытия на изделии и изме-
нение толщины никелевого анода при электрохимическом никелировании в те-
чение 1 часа, если плотность тока на катоде 10 А/м2, а на аноде 5 А/м2. Выход
по току для катода составил 80 %, для анода – 90 %. Плотность никеля 9,0 г/см3.
       Решение. Поскольку в условии задачи используется плотность тока (i),
т. е. сила тока, приходящаяся на единицу поверхности, то рассчитаем массу ни-
келя, выделяющуюся на единицу поверхности по 1-му закону Фарадея (30):
                              m = (29,35·10·0,80) /26,8 = 9,5 г,
                              где Mэ(Ni) = М / 2 = 58,7/2 = 29,35 г/моль.
       Далее рассчитаем толщину покрытия:
                              lNi = mNi/dNi = 9,5·10–2/ 9,0 = 1,07·10–2см.
       С единицы поверхности анода растворилось никеля:
                              m = (29,35·5·0,90) / 26,8 = 5,0 г.
       Изменение толщины никелевого анода составляет:
                         ∆lNi = 5·10–2/ 9,0 = 0,56·10–2см.

                                    Задачи
 1.   В процессе электролиза водного раствора хлорида натрия в электролизёре
      диафрагменного типа с нагрузкой 22 кА за 24 часа получено 5450 л рас-
      твора щелочи, содержащей 138 г/л NaOH. Определить выход по току ще-
      лочи.
 2.   Щелока, выходящие из диафрагменного хлорного электролизёра, содер-
      жат 130 г/л NaOH. Электродная плотность тока в электролизере равна
      800 А/м2, выход по току щелочи 95 %. Определить скорость протекания
      раствора щелочи через диафрагму электролизёра (без учета изменения
      объёма раствора).
 3.   Для электрохимического обессоливания воды используется трёхкамер-
      ный электродиализатор, катодное пространство которого заполнено рас-
      твором NaOH, анодное – раствором H2SO4, а в среднюю камеру подается
      обессоливаемая вода, содержащая 14 г/л соли Na2SO4. Определить токо-
      вую нагрузку электродиализатора, который производит за 1 час 20 л во-
      ды, содержащей половину первоначального количества соли (числа пере-
      носа t so 2- и t Na равны 0,18).
                   +
             4

 4.   Диафрагменный хлорный электролизёр, предназначенный для получения
      едкого калия электролизом водного раствора хлорида калия, работает при
      нагрузке 40 кА и среднем выходе по току 92 %. Содержание KOH в выте-
      кающих щелоках составляет около 180 г/л. Определить скорость вытека-
      ния щелоков из электролизёра.
 5.   Напряжение разложения водного раствора NaCl в хлорном ртутном элек-
      тролизёре равно 3,22 В. Вычислить теоретический удельный расход элек-



                                                                               29

Страницы