Quer-se niquelar uma barra metálica de secção retangular, cujas dimensões são:
2,5 cm
0,1 cm
20 cm
A corrente é de 0,5 A e seu rendimento é de 85%. Sendo a densidade do níquel 8,9 g/cm3 e a espessura da camada desejada 10^-3 cm, calcule o tempo (em h, min, s) que deverá durar a eletrólise.
Gabarito - 1h - 59min - 18s
Olá Gian, bom dia, segue a resolução (como alguns dados estavam faltando, achei no google e isso deu uma pequena diferença no gabarito):
1) Calculamos o volume de níquel necessário para niquelar a peça:
- Área da Superfície (As) = 2*(20cm*2,5cm)+2*(20cm*0,1cm)+2*(0,1cm*2,5cm) = 104,5cm2
- Volume a ser niquelado (Vn) = As*h = Vn = 104,5cm2 * 10-3 cm = 0,1045 cm3
2) Calculamos a quantidade de Níquel necessário:
d = m/v = m = d*v = m = 8,9g/cm3 * 0,1045 cm3 = 0,93 gramas de Níquel
1 Mol de Níquel ------ 58,69 g x = 0,01584mols de Níquel será necessário para niquelar a peça.
x ------ 0,93g
3) Cada mol de Níquel liberara 2 eletrons (Ni -> Ni2+), logo 0,01584 mols de Níquel liberarão 0,03168 mols de eletrons.
4) O número de eletrons necessários sera de 6,022*1023*0,03168= 1,901*1022 eletrons
5) A corrente de 0,5A é equivalente a 0,5 Coulumb/s, como ela possui 85% de eficiência, será capaz de fornecer 0,425 Coulumb/s
6) Dessa forma teremos:
- 1,901*1022 necessários para níquelação
- 0,425 Coulumb/s forneceidos pela corrente (1 Coulumb = 6,242*1018 eletrons/s), ou seja, 6,242*1018 *0,425 = 2,653*1018 eletrons/s
2,653*1018 ----- 1s x =7161,7s, que corresponde à 1h59min21s
1,901*1022----- x