Salida de corriente

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La salida de corriente en la galvanoplastia es la relación entre la cantidad de carga teóricamente necesaria Qt y la Qf realmente pasada a través de la interfaz electrodo -electrolito , expresada en porcentajes o fracciones de una unidad, para llevar a cabo la oxidación o reducción realmente observada de la sustancia m f .

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

A veces, la salida de corriente se calcula como la relación entre la masa de la sustancia m f que realmente ha reaccionado y la transferencia de masa teórica m t calculada de acuerdo con la primera ley de Faraday :

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

Propiedades

La salida actual indica desviaciones aparentes de la ley de Faraday. Durante la electrólisis , se puede liberar o disolver más o menos sustancia de la que debería obtenerse según las leyes de Faraday. Hay salidas de corriente de cátodo y ánodo. En el proceso de cátodo, se observa con mayor frecuencia una eficiencia de corriente inferior a la unidad debido a reacciones secundarias (interacciones de sustancias formadas durante la electrólisis con componentes electrolíticos, liberación de hidrógeno junto con metal en el cátodo), sin embargo, si hay iones de diferente valencia en el electrolito, la eficiencia actual calculada sin tener en cuenta los iones de menor valencia, puede ser más de uno. A menudo se observa una eficiencia de corriente mayor que la unidad durante la disolución anódica de metales, cuando, junto con la disolución electroquímica, ocurre la disolución química del metal. Durante la electrólisis, se gasta energía eléctrica para vencer la resistencia del electrolito, pero esto no afecta el indicador de "salida de corriente" de ninguna manera. Para una evaluación económica del proceso de electrólisis, además de la salida de corriente, se introduce dicho concepto como consumo de energía, cuyo valor, además de la salida de corriente, depende del voltaje en el baño.

La salida de corriente está relacionada con el equivalente electroquímico.

Equivalente electroquímico

El equivalente electroquímico en galvanoplastia es la cantidad de sustancia liberada o disuelta en el electrodo , referida a la cantidad de carga que pasa a través del electrolito :

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

dónde

m f es la masa del material de electrodo realmente depositado o disuelto; Q f es la carga realmente pasada, definida como la integral de la corriente que pasa a través del electrolito a lo largo del tiempo.

Unidades de medida

La salida actual, como sigue de las fórmulas dadas en la definición, se indica como un porcentaje.

El equivalente electroquímico SI se mide en kg/C, pero a menudo se informa en g/(A h).

Ejemplo

Durante la electrólisis de una solución acuosa de AgNO 3 con un ánodo insoluble durante t = 50 min. a una intensidad de corriente de I \u003d 3,0 A, m f \u003d se liberaron 9,6 g de plata en el cátodo. Calcular la salida de corriente.

Solución:

La carga que pasa a través del electrolito es: La transferencia de masa teórica para un ion arbitrario es: $Q=I\cdot t.$

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

dónde

e es la carga elemental;
n es la carga del ion en unidades de e (los iones de plata en una solución de nitrato de plata tienen una carga de n = +1);
μ es la masa molar (para plata μ = 107,868 g/mol);
NA es el número de Avogadro ;
F = eN A ≈ 96500 C es el número de Faraday .

Sustituyendo las fórmulas obtenidas en la expresión de la salida actual, obtenemos:

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\%.

Llevando los valores dados a un sistema de dimensiones, calcularemos:

B_{m}={\frac {9,6\left[g\right]\cdot 1\cdot 96500\left[C\right]}{107,87\left[{\frac {g}{ mol}}\ derecha]\cdot 3\left[A\right]\cdot (50\left[min\right]\cdot 60\left[{\frac {s}{min}}\right])}}\ cdot 100\% =95,42\%.

Literatura

"Galvanoplastia de ingeniería en instrumentación" bajo la dirección editorial de A. M. Ginberg, M., 1977.
Vyacheslavov P. M. Volyanyuk G. A. "Moldeo electrolítico", L., 1979.