Strømudgang

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 28. december 2018; checks kræver 3 redigeringer .

Strømudgangen ved galvanisering er forholdet mellem mængden af teoretisk nødvendig ladning Qt og den faktisk passerede Qf gennem elektrode -elektrolytgrænsefladen , udtrykt i procenter eller fraktioner af en enhed, for at udføre den faktisk observerede oxidation eller reduktion af stof m f .

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

Nogle gange beregnes strømudgangen som forholdet mellem massen af det faktisk reagerede stof m f og den teoretiske masseoverførsel m t beregnet efter Faradays 1. lov :

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

Egenskaber

Det aktuelle output indikerer tilsyneladende afvigelser fra Faradays lov. Under elektrolyse kan enten mere eller mindre stof frigives eller opløses, end der burde opnås ifølge Faradays love. Der er katode- og anodestrømudgange. I katodeprocessen observeres oftere en strømeffektivitet mindre end enheden på grund af sidereaktioner (vekselvirkninger af stoffer dannet under elektrolyse med elektrolytkomponenter, brintfrigivelse sammen med metal på katoden), men hvis der er ioner af forskellig valens i elektrolytten, strømeffektiviteten beregnet uden at tage hensyn til ioner med lavere valens, kan være mere end én. Strømeffektivitet større end 1 observeres ofte under anodisk opløsning af metaller, når der sammen med elektrokemisk forekommer kemisk opløsning af metallet. Under elektrolyse bruges elektrisk energi på at overvinde elektrolyttens modstand, men dette påvirker ikke "strømudgangs"-indikatoren på nogen måde. For en økonomisk vurdering af elektrolyseprocessen introduceres et sådant begreb ud over strømudgangen som energiforbrug, hvis værdi ud over strømudgangen afhænger af spændingen på badet.

Strømudgangen er relateret til den elektrokemiske ækvivalent.

Elektrokemisk ækvivalent

Den elektrokemiske ækvivalent ved galvanisering er mængden af stof, der frigives eller opløses på elektroden , refereret til mængden af ladning, der passerer gennem elektrolytten :

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

hvor

m f er massen af faktisk aflejret eller opløst elektrodemateriale; Qf er den faktisk passerede ladning, defineret som integralet af strømmen, der passerer gennem elektrolytten over tid.

Måleenheder

Det aktuelle output, som følger af formlerne i definitionen, er angivet som en procentdel.

Den elektrokemiske SI- ækvivalent måles i kg/C, men rapporteres ofte i g/(A h).

Eksempel

Under elektrolysen af en vandig opløsning af AgNO 3 med en uopløselig anode i t = 50 min. ved en strømstyrke på I \u003d 3,0 A, mf \u003d blev 9,6 g sølv frigivet ved katoden. Beregn det aktuelle output.

Løsning:

Ladningen passeret gennem elektrolytten er: Den teoretiske masseoverførsel for en vilkårlig ion er: $Q=I\cdot t.$

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

hvor

e er den elementære ladning;
n er ladningen af ionen i enheder af e (sølvioner i en opløsning af sølvnitrat har en ladning på n = +1);
μ er den molære masse (for sølv μ = 107,868 g/mol);
N A er Avogadros nummer ;
F = eN A ≈ 96500 C er Faraday-tallet .

Ved at erstatte de opnåede formler i udtrykket for det aktuelle output, får vi:

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\%.

Ved at bringe de givne værdier til et system af dimensioner, vil vi beregne:

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

Litteratur

"Engineering electroplating in instrumentation" under redaktion af A. M. Ginberg, M., 1977.
Vyacheslavov P. M. Volyanyuk G. A. "Elektrolytisk støbning", L., 1979.