Электрохимический эквивалент сплава и практический

Электрохимический эквивалент.

Электрохимической обработке часто подвергаются не чистые металлы, а их сплавы. В этом случае электрохимический эквивалент подсчитывается с использованием метода “сложения зарядов”:

C = (F x_k n_k/M_k) ^-1, (2.12)

где l – число компонентов в сплаве, а x_k, n_k, M_k – массовая доля, число переносимых электронов и атомная масса k – того компонента сплава.

Например, для сплава, содержащего 20% хрома и 80% железа величина x_Fe = 0,8, а x_Cr = 0,2, M_Fe и M_Cr равны 59 и 52 соответственно (атомные массы железа и хрома), l = 2 (число компонентов сплава), величины n_Fe и n_Cr определяются степенью окисления железа и хрома в продуктах растворения.

Часто в практике электрохимической обработки используются т.н. “практический электрохимический эквивалент”, представляющий собой произведениеεC.Это произведение, будучи подставленным в выражения (2.7) – (2.9) даёт реальную скорость обработки. Например:

V_i = (2.13)

V_v = (2.14)

V_m = (2.15)

Очевидно, что выражения (2.7) – (2.9) представляют собой частные случаи (2.13) –(2.15) при ε= 1 (100% выходе по току).

Вопросы и задачи

1. Рассчитать электрохимический эквивалент титана, если при его анодном растворении титан ионизируется в виде Ti⁺⁴ (Ti ® Ti⁺⁴ + 4 )
2. Рассчитать электрохимический эквивалент хрома, если хром ионизируется в высшей степени окисления
3. Рассчитайте электрохимический эквивалент сплава Ni – Cr с одинаковым весовым содержанием никеля и хрома в сплаве, если никель растворяется до Ni(II), а хром до своей высшей степени окисления.
4. Определить выход по току растворения сплава Fe – Cr, если растворение железа происходит до высшей степени окисления, а хрома до степени окисления +3. В растворе после растворения сплава током 100А в течение 100с обнаружено 0,5г хрома и 0,5г железа (растворение было равномерным).
5. Определить эффективную валентность растворения железа, если после пропускания тока в 1000А в течение 2 часов в раствор перешло 2 кг железа.
6. Сколько времени необходимо затратить, чтобы растворить слой вольфрама толщиной 0,1 мм с поверхности 100 см² током 100А, если растворение вольфрама происходит в высшей степени окисления с выходом по току 100%?
7. Определить линейную скорость (мм/мин) растворения стальной пластины (сталь содержит 18% (вес) хрома) площадью 10см², если в системе поддерживается ток в 1000А, железо растворяется с образованием ионов Fe⁺², а хром - с образованием бихромат-ионов. Плотность стали линейно изменяется с содержанием хрома в стали.
8. Определить линейную скорость хромирования (мм/час) детали общей площадью 1 м², если в ванне поддерживается ток в 1000 А, а осаждение идет из раствора, содержащего бихромат-ионы с выходом по току 95%.
9. Рассчитайте линейную скорость обработки (мм/мин) детали из хрома общей площадью 100 см² током 5 кА, если выход по току растворения хрома равен 100%.
10. Какой источник тока необходим (исходя из максимального тока источника), чтобы обеспечить обработку стали с электрохимическим эквивалентом 1 г/А×час для прошивки полости общей поверхностью 100 см² со скоростью 1 мм/мин?