galvaniseren: goeie vraag
Neveil stelde deze vraag op 22 december 2014 om 17:17.Hoe dik is het laagje zilver dat door een stroom van 6,5 ampère op een te verzilveren voorwerp met 1 dm2 oppervlak, in 4 uur wordt afgezet? Het soortelijk gewicht van zilver is 10,5.
De formule H= α.i.t kennen we: het gewicht van de bij elektrolyse vrijkomende stof, in milligram, is gelijk aan haar elektro-chemisch equivalent maal de stroomsterkte in ampère, maal de duur in seconden.
Maar voor de rest kan ik dit niet oplossen. Ik dacht ook aan de formule van dichtheid maar geraak niet verder. ρ = m/V (m in kg; V in m3).
Wie kan helpen?
Reacties
- bereken hoeveel coulomb lading getransporteerd is door een stroom van 6,5 A gedurende 4 uur
- bereken hoeveel elektronen dat dus betrof
- bereken hoeveel zilverionen daar dus mee gemoeid waren.
- bereken de massa van die hoeveelheid zilver
- bereken het volume van die massa zilver
- bereken de dikte van de laag indien dat volume over een oppervlak van 1 dm² wordt verdeeld.
Maar hoe bereken ik stap 6 'bereken de dikte van de laag indien dat volume over een opp van 1 dm2 wordt verdeeld', bestaat hier een eenvoudige formule voor?
Jan van de Velde plaatste:
dag neveil,- bereken hoeveel coulomb lading getransporteerd is door een stroom van 6,5 A gedurende 4 uur
- bereken hoeveel elektronen dat dus betrof
- bereken hoeveel zilverionen daar dus mee gemoeid waren.
- bereken de massa van die hoeveelheid zilver
- bereken het volume van die massa zilver
- bereken de dikte van de laag indien dat volume over een oppervlak van 1 dm² wordt verdeeld.
Als volgt geredeneerd:
massa vh laagje zilver:
H = 6,5.4.3600.1,118 = 104 644,8 mgr = 0.1046448 kg
V = m/ρ = 0.1046448/10,5 = 0,00996617142 m3 = 9,96617142 dm3
Neveil plaatste:
massa vh laagje zilver:
H = 6,5.4.3600.1,118 = 104 644,8 mgr = 0.1046448 kg
Dus, welke afzonderlijke rekenstappen zet je om aan die 1,118 te komen?
Groet, Jan
Om dus de totale vrijgekomen massa van het zilver te kennen vermenigvuldig ik het elektro-chemisch equivalent met de stroomsterkte in ampère en de duur in seconden.
Tot daar makkelijk genoeg.
Maar als volume heb ik 9,96617142 dm3 gevonden, wat toch niet klopt.
Als volgt geredeneerd:
massa vh laagje zilver:
H = 6,5.4.3600.1,118 = 104 644,8 mgr = 0.1046448 kg
V = m/ρ = 0.1046448/10,5 = 0,00996617142 m3 = 9,96617142 dm3
En hoe bereken ik jouw stap 6 'bereken de dikte van de laag indien dat volume over een opp van 1 dm2 wordt verdeeld', bestaat hier een eenvoudige formule voor?
groet Neveil
neveil plaatste:
In de opgave is 1,118 een bekende. Het is het zgn. elektro-chemisch equivalent dat constant is voor een bepaalde stof. De stof is hier zilver. Die 1,118 betekent dat voor zilver 1,118 milligram wordt afgescheiden bij elektrolyse door 1 coulomb.1C lading, met 1,602·10-19 C voor een elementair ladingskwantum (zeg maar: de lading van één elektron) geeft 1:1,602·10-19= 6,242·1018 elektronen, en dus ook maximaal zoveel neergeslagen zilverionen (Ag+) per coulomb.
Dat komt overeen met 6,242.1018: 6,02214·1023 =1,0365·10-5 mol Ag.
Met een molmassa van 107,9 g/mol geeft dat 1,118 mg/coulomb.
Ah, dat bedoelen ze dus met dat elektrochemisch equivalent. OK, da's dan duidelijk.
neveil plaatste:
massa vh laagje zilver:
H = 6,5.4.3600.1,118 = 104 644,8 mg = 0.1046448 kg
Dat is dus dik 100 g zilver.
neveil plaatste:
V = m/ρ = 0,1046448/10,5 = 0,00996617142 m3 = 9,96617142 dm3
Je vult in een massa in kg, en een dichtheid in g/cm³ of zo je wil in kg/dm³, dat komt overeen uit omdat beide eenheden 1000 x zo groot zijn.
Omdat we een massa in kg hebben dan maar een dichtheid in kg/dm³ nemen, dan houden we een volume in dm³ over:
V = m/ρ = 0,1046448/10,5 = 0,00996617142 dm3
neveil plaatste:
En hoe bereken ik jouw stap 6 'bereken de dikte van de laag indien dat volume over een opp van 1 dm2 wordt verdeeld', bestaat hier een eenvoudige formule voor?
volume = lengte x breedte x hoogte
Neveil plaatste:
Bedankt Jan nu begrijp ik alles... buiten het feit dat SI dichtheid uitdrukt in kg/m3. Maar dat zal wel eerder filosofie zijn.Neveil plaatste:
..//..
Het soortelijk gewicht van zilver is 10,5.
..//..
Nog een fijne jaarwisseling, Jan
Nu dacht ik dat ik al hun vragen over galvanisatie wel kon oplossen. Niet waar hoor!
Ze vragen nu de duur voor het bedekken van 600 cm2 met een laag nikkel van 0,3 mm. Let wel dit zou gebeuren bij een stroomdichtheid van ½ A per dm2.
Ik redeneer dus zoals je me hebt geleerd.
volume laagje is op 600 cm2 = 0,018 dm3
massa ervan is dus 0,018.8,9 = 0,1602 kg
dit gebeurt bij 3 A (0,5 A . 6)
tijdsduur is dus t = 0,1602/0,304.3 = 0.17565789473 sec ? Dat is zo weinig..
Neveil plaatste:
Ik redeneer dus zoals je me hebt geleerd.volume laagje is op 600 cm2 = 0,018 dm3
V = A·d = 600 cm² x 0,3 mm= 6 dm² x 0,003 dm = 0,018 dm³
m = V·ρ = 0,018 dm³ x 8,9 kg/dm³ = 0,1602 kg
I = j·A = 0,5 A/dm² x 6 dm² = 3 A = 3 C/s
so far so good.
En dan gaat er (denk ik ) iets mis. Je deelt nu een massa in kg door "iets" en vermenigvuldigt dat met ampères (coulomb per seconde, C/s) en dat geeft je volgens jou een antwoord in seconden.
die kg boven de deelstreep moet dus wegvallen, en de coulomb in de teller van de breuk onder de deelstreep ook.
Die 0,304, dat "iets" zogezegd, moet dus per saldo de eenheid
maar ik vermoed dat die 0,304 niet in kg/C maar in mg/C staat
en dan gaat het natuurlijk een factor 1 000 000 fout. Net zo goed als wanneer je een afstand in mm deelt door een snelheid in km/h om een tijd in uren te krijgen. Dan ga je ook héél lang over een meter doen.....
Bedankt Jan!