மின்னாற்பகுப்பு. கணக்கீட்டு எடுத்துக்காட்டுகள்

மின்னாற்பகுப்பு என்பது ஒரு மின்னோட்டத்தின் மூலம் ஒரு எலக்ட்ரோலைட்டின் (உப்புக்கள், அமிலங்கள், தளங்களின் தீர்வு) சிதைவு ஆகும்.

நேரடி மின்னோட்டத்தில் மட்டுமே மின்னாற்பகுப்பு செய்ய முடியும். மின்னாற்பகுப்பின் போது, ​​உப்பில் உள்ள ஹைட்ரஜன் அல்லது உலோகம் எதிர்மறை மின்முனையில் (கேத்தோடு) வெளியிடப்படுகிறது. நேர்மறை மின்முனை (அனோட்) உலோகத்தால் செய்யப்பட்டால் (பொதுவாக உப்பில் உள்ளதைப் போன்றது), பின்னர் நேர்மறை மின்முனை மின்னாற்பகுப்பின் போது கரைகிறது. அனோட் கரையாததாக இருந்தால் (எ.கா. கார்பன்), மின்னாற்பகுப்பின் போது எலக்ட்ரோலைட்டின் உலோக உள்ளடக்கம் குறைகிறது.

கேத்தோடில் மின்னாற்பகுப்பின் போது வெளியிடப்படும் பொருளின் அளவு, எலக்ட்ரோலைட் வழியாக செல்லும் மின்சாரத்தின் அளவிற்கு விகிதாசாரமாகும்.

ஒரு கூலொம்ப் மின்சாரத்தால் வெளியிடப்படும் பொருளின் அளவு A க்கு சமமான மின்வேதியியல் என அழைக்கப்படுகிறது, எனவே G = A • Q; G = A • I • t,

இதில் G என்பது தனிமைப்படுத்தப்பட்ட பொருளின் அளவு; Q என்பது மின்சாரத்தின் அளவு; நான் - மின்சாரம்; t என்பது நேரம்.

ஒவ்வொரு உலோகத்திற்கும் அதன் மின்வேதியியல் சமமான A உள்ளது.

கணக்கீட்டு எடுத்துக்காட்டுகள்

1. 30 நிமிடங்களுக்கு I = 10 A மின்னோட்டத்துடன் காப்பர் சல்பேட் (CuSO4) (படம் 1) இலிருந்து எவ்வளவு தாமிரம் வெளியிடப்படும்.காப்பர் A = 0.329 mg / A க்கு சமமான மின்வேதியியல் • நொடி.

அரிசி. 1. திட்டம் உதாரணமாக 1

G = A • I • t = 0.329 • 10 • 30 • 60 = 5922 mg = 5.922 g.

கேத்தோடில் இடைநிறுத்தப்பட்ட ஒரு பொருள் 5.9 கிராம் தூய தாமிரத்தை வெளியிடும்.

2. செப்பு மின்னாற்பகுப்பு பூச்சுகளில் அனுமதிக்கப்பட்ட தற்போதைய அடர்த்தி • = 0.4 A / dm2. தாமிரத்தால் மூடப்பட வேண்டிய கேத்தோடின் பரப்பளவு S = 2.5 dm2 ஆகும். மின்னாற்பகுப்புக்கு என்ன மின்னோட்டம் தேவைப்படுகிறது மற்றும் 1 மணிநேரத்தில் கேத்தோடில் எவ்வளவு தாமிரம் வெளியிடப்படுகிறது (படம் 2).

அரிசி. 2. திட்டம் எடுத்துக்காட்டாக 2

I = •• S = 0.4-2.5 = l A; G = A • Q = A • I • t = 0.329 • 1 • 60 • 60 = 1184.4 mg.

3. மின்னாற்பகுப்பின் போது ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட நீர் (உதாரணமாக, சல்பூரிக் அமிலம் H2SO4 இன் பலவீனமான தீர்வு) ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனாக சிதைகிறது. மின்முனைகள் கார்பன், தகரம், தாமிரம் போன்றவையாக இருக்கலாம், ஆனால் பிளாட்டினம் சிறந்தது. 1.5 ஏ மின்னோட்டத்தில் 1/4 மணிநேரத்தில் நேர்மின்முனையில் எவ்வளவு ஆக்ஸிஜன் வெளியிடப்படும் மற்றும் ஹைட்ரஜன் எவ்வளவு ஹைட்ரஜன் வெளியிடப்படும் . 3).

அரிசி. 3. உதாரணமாக திட்டம் 3

Ga = A • I • t = 0.058 • 1.5 • 15 • 60 = 78.3 cm3 ஆக்ஸிஜன் கேத்தோடில் வெளியிடப்படும்.

Gc = A • I • t = 0.1162 • 1.5 • 15 • 60 = 156.8 cm3 ஹைட்ரஜன் அனோடில் வெளியிடப்படும்.

இந்த விகிதத்தில் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் கலவையானது வெடிக்கும் வாயு என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது பற்றவைக்கப்படும் போது வெடித்து, தண்ணீரை உருவாக்குகிறது.

4. ஆய்வக சோதனைகளுக்கு ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் பயன்படுத்தி பெறப்படுகிறது நீரின் மின்னாற்பகுப்பு (ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட சல்பூரிக் அமிலம்) (படம் 4). பிளாட்டினம் மின்முனைகள் கண்ணாடிக்குள் கரைக்கப்படுகின்றன. எதிர்ப்பைப் பயன்படுத்தி, தற்போதைய I = 0.5 A. (1.9 V இன் மூன்று உலர் கலங்களின் பேட்டரி தற்போதைய ஆதாரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது) 30 நிமிடங்களுக்குப் பிறகு எவ்வளவு ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் வெளியிடப்படும்.

அரிசி. 4... உதாரணமாக படம் 4

வலது பாத்திரத்தில், Gc = A • I • t = 0.1162 • 0.5 • 30 • 60 = 104.58 cm3 ஹைட்ரஜன் வெளியிடப்படும்.

இடது பாத்திரத்தில், Ga = A • l • t = 0.058 • 0.5 • 30 • 60 = 52.2 cm3 ஆக்ஸிஜன் உருவாகும் (வாயுக்கள் நடுத்தர பாத்திரத்தில் நீரை இடமாற்றம் செய்கின்றன).

5. மாற்றி தொகுதி (மோட்டார்-ஜெனரேட்டர்) மின்னாற்பகுப்பு (தூய) தாமிரத்தைப் பெறுவதற்கான மின்னோட்டத்தை வழங்குகிறது. 8 மணி நேரத்தில் நீங்கள் 20 கிலோ தேன் பெற வேண்டும். ஜெனரேட்டர் என்ன மின்னோட்டத்தை வழங்க வேண்டும்? • தாமிரத்தின் மின்வேதியியல் சமமான A = 0.329 mg/A • நொடி.

G = A • I • t, ​​பின்னர் I = G / (A • t) = 20,000,000 / (0.329 • 8 • 3600) = 20,000,000 / 9475.2 = 2110.7 A.

6. 200 ஹெட்லைட்களை குரோம் செய்வது அவசியம், அதில் ஒவ்வொன்றிற்கும் 3 கிராம் குரோம் தேவைப்படுகிறது. இந்த வேலையை 10 மணிநேரத்தில் செய்ய என்ன மின்னோட்டம் தேவைப்படுகிறது (குரோமியம் A = 0.18 mg/A • நொடிக்கு சமமான மின்வேதியியல்).

I = G / (A • t) = (200 • 3 • 1000) / (0.18 • 10 • 3600) = 92.6 A.

7. 7 V மற்றும் 5000 A மின்னோட்டத்தின் வேலை மின்னழுத்தத்தில் குளியலறையில் கயோலின் களிமண் மற்றும் கிரையோலைட்டின் கரைசலின் மின்னாற்பகுப்பு மூலம் அலுமினியம் பெறப்படுகிறது. அனோட்கள் நிலக்கரியால் ஆனது, மேலும் குளியல் நிலக்கரியுடன் எஃகு மூலம் செய்யப்படுகிறது. தொகுதிகள் (படம் 5).

அரிசி. உதாரணமாக படம் 5

வேலை மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க அலுமினிய உற்பத்தி குளியல் தொடரில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது (எடுத்துக்காட்டாக, 40 குளியல்). 1 கிலோ அலுமினியத்தை உற்பத்தி செய்ய, தோராயமாக 0.7 கிலோ கார்பன் அனோட்கள் மற்றும் 25-30 kWh மின்சாரம் தேவைப்படுகிறது. கொடுக்கப்பட்ட தரவுகளின் அடிப்படையில், ஜெனரேட்டரின் சக்தி, 10 மணிநேர செயல்பாட்டிற்கான ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் அதன் விளைவாக வரும் அலுமினியத்தின் எடை ஆகியவற்றை தீர்மானிக்கவும்.

40 குளியல் வேலை செய்யும் போது ஜெனரேட்டரின் சக்தி P = U • I = 40 • 7 • 5000 = 1400000 W = 1400 kW.

10 மணிநேரத்திற்கு நுகரப்படும் மின் ஆற்றல், A = P • t = 1400 kW 10 h = 14000 kW • h.

பெறப்பட்ட அலுமினியத்தின் அளவு G = 14000:25 = 560 kg.

கோட்பாட்டு மின் வேதியியல் சமமான அடிப்படையில், பெறப்பட்ட அலுமினியத்தின் அளவு சமமாக இருக்க வேண்டும்:

GT = A • I • t = 0.093 • 5000 • 40 • 10 • 3600 = 0.093 • 720,000,000 mg = 669.6 kg.

மின்னாற்பகுப்பு நிறுவலின் செயல்திறன் சமம்: செயல்திறன் = G / GT = 560 / 669.6 = 0.83 = 83%.