전기도금. electroplating. Cr^3+ 7.60 A 2.00 day

전기도금. electroplating. Cr^3+ 7.60 A 2.00 day

 

 

[예제 1] Cr^3+(aq) 용액이 들어있는 전기도금 장치가 있다.

7.60 A의 전류를 2일 동안 흘려주었다면

도금된 Cr(s)의 질량은 얼마인가?

 

A Cr^3+(aq) solution is electrolyzed, using a current of 7.60 A.

What mass of Cr(s) is plated out after 2.00 days?

 

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▶ 참고: 전기분해의 화학량론

[ https://ywpop.tistory.com/4461 ]

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▶ Faraday 상수, Faraday constant, F: 전자 1몰당 전하량

> 패러데이 상수: 1 mol의 전자가 가진 전하량

 

 

 

 

전하량, Q

 

 

 

산화-환원 반응

 

 

 

산화-환원 반응에서 이동한 전자는 3 mol,

전자 1 mol당 전하량은 96,485 C (= Faraday 상수) 이므로,

 

 

 

 

[공식] 도금된 금속의 질량(g)

= 전류(A) × 시간(sec) × (1/96485) × (1 / 전자의 몰수) × 금속의 몰질량

= 7.60 × (2×24×3600) × (1/96485) × (1/3) × 52.00

= 235.93 g

 

 

 

 

[예제 2] Cr^3+(aq) 용액이 들어있는 전기도금 장치가 있다.

8.00시간 동안 0.250 mol의 Cr을 도금하기 위해서는

얼마의 전류를 흘려주어야 하는가?

 

How many amps are required to plate out 0.250 mol Cr

from a Cr^3+ solution in a period of 8.00 hours?

 

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[예제 3] 조각가가 청동 조각에 금 도금을 부탁했다.

이온 용액 내에서 전하를 운반하는 것은 금 이온이고,

필요한 두께를 얻기 위해서는 0.5 g의 금을 용해시켜야 한다.

조각상을 3시간 동안에 도금하려면

몇 mA의 전류로 도금해야 하는가?

 

A sculptor has asked you

to help electroplate gold onto a brass statue.

You know that the charge carriers in the ionic solution

are singly charged gold ions,

and you’ve calculated that you must deposit 0.50 g of gold

to reach the necessary thickness.

How much current do you need, in mA,

to plate the statue in 3.0 hours?

 

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도금에 사용된 금 이온이 +1가인지, +3가인지 모른다.

만약 금 이온이 +3가 이온이라고 가정하면,

 

 

 

 

 

만약 금 이온이 +1가 이온이라면, 약 23 mA가 될 것이다.

( 원서에는 +1가 이온이라고 나온다. )

 

전류(A) = 도금된 금속의 질량(g) / [시간(sec) × (1/96485) × (1 / 전자의 몰수) × 금속의 몰질량]

= 0.5 / [(3×3600) × (1/96485) × (1/1) × 197]

= 0.0227 A

= 22.7 mA

 

 

 

 

 

[그림] 구리 전기도금 (copper electroplating).

 

 

 

 

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