Определение напряжения на электролизной ванне, в которой используются электролиты из меди и цинка

Пример решения

Определить напряжение на электролизной ванне, в которой используются электролиты из меди и цинка. Площадь электрода S=0,15м² , расстояние между электродами L=0,1м . Сила тока 3А, удельная электропроводимость электролита К=0,13 Ом·м . Анодный и катодный потенциал U_a = +0.34 B ; U_k = -0,76 В.

Решение:

1.  В

2. Падение напряжения на электролите, В

В

3. Плотность тока, А/м²

 А/м²

L – расстояние между электродами, м

К - удельная электропроводимость электролита, Ом·м .

I - Сила тока,A

S - Площадь электрода,м²

Ответ: U = 14,96 В.

Задачи для решения

1. Найти массу основы, габариты которой S = 850,89 мм, полученной за 12 ч, наращивания никеля при электродной плотности тока D = 270 А/м² и выходе по току  = 0,98. Плотность никеля p = 8,9 г/см³.

2.Рабочее напряжение на ванне рафинирования никеля равно 3,2 В, потери напряжения составляют U=3 % от напряжения на ваннах; выход по току  = 96 %. Найти W_у - удельный расход электроэнергии на 1 тонну рафинированного никеля.

3.В электролизном цехе установлено 2 цепи товарных ванн с напряжением каждой  цепи 365 В и одна цепь с напряжением 70 В.  При одинаковой силе тока I = 20 кА во всех цепях, найти общую мощность электролиза, найти суточный расход электроэнергии (t = 24 ч) и удельный расход электроэнергии на 1 тонну, если суточная производительность m = 140 т.

4. Найти толщину одного никелевого анода δ, если плотность никеля p = 8,9 г/см³, габариты анода S = 850,980 мм, плотность тока D = 300 А/, а выход по току η=0,98. Время наращивания t = 24 ч.

5. Найти первоначальную массу одного анода, если продолжительность работы анода площадью S = 0.64 м²  составляет 25 суток. Электродная плотность тока D = 220 А/м² ; выход скрапа m_ск= 17 %, шлама m_шл= 5% от от первоначальной массы анода. Выход по току D = 98 %.

6. Найти массу и толщину анода, полученного за 10 суток наращивания никеля  при электродной плотности тока D = 300 А/ и выходе по току η=0,98. Площадь анода S = 0,756 м². Плотность никеля p = 8,9 г/см³. Электрохимический эквивалент никеля q =1,095.

7. Найти удельный расход электроэнергии на 1 тонну рафинированного никеля за 1 сутки (24 часа) электролизного цеха в котором установлено 3 серии по 80 ванн, если напряжение на одной ванне рафинирования никеля равно 3,2 В,а сила тока в каждой цепи равна 20 кА. Производительность цеха за 1 сутки принять равной 136 тонн.

8. Определить необходимую плотность тока  для того, чтобы получити 30 кг. Никеля на одном аноде за 5 суток, если выход по току  η=0,98. Электрохимический эквивалент никеля q =1,095. Площадь анода S = 0.862 .

9. Определить проводимость электролита в электролизной ванне, если известно, что напряжение на ванне 50 В, электродная плотность тока 10 А/м², глубина погружения электрода в ванну l_п=0,8 м, радиус электрода 0,09 м, а расстояние между электродами 2,5 м. 

10.Найдем общее количество анодно- растворенного хлористого натрия с учетом выхода по току, если известно, что удельный объемный съем металла Q_уд=90 см³/мин, длительность прохождения тока t=10 мин, длина столба между электродами l=120 см, расчетная площадь S=500 см², удельная электропроводность χ₀=1,07 г/см³, напряжение приложенное к электродам U=100 В.

11.Определить  объем растворенного при ЭХО алюминия V_о, если фактическая масса растворенного металла 200 г, масса вещества 510г.  Сила тока проходящая через электролит 5 А, а время электролиза τ_э=0,5 минут.

12. Определить выход металла по энергии А_э. Если напряжение электро-химического разложения вещества, меди U₁=0,32В, анодное и катодное падение потенциала U_а=0,13В, U_к=0,2В, электрохимический эквивалент меди α=0,3294·10^-6 кг/Кл, фактическая выделившееся количества вещества q₁=0,00982^.10^-23кг, количества вещества, которое должно было выделиться по закону Фарадея при отсутствии электрических потерь q₂=1,055 ^.10 ^-25кг.

13. Найти мощность, выделяющуюся в электролизной ванне, если известно напряжение в электролизной ванне U=50В, электродная плотность тока ј_э=10А/м², глубина погружения в ванну l_п=1м, радиус электрода R=0,1м, расстояние между электродами l=0,5м, напряжение электрохимического разложения вещества U₁=10В, анодное падение потенциала U_а=15В, катодное падение потенциала U_к=20В.

14. Какую температуру будет иметь образовавшийся водный раствор, если известно, что температура пара t₁=100⁰С, температура холодного раствора t₂=10⁰С, удельная теплота парообразования r=2,3·10⁶ Дж/кг, удельная теплоемкость с=4190 Дж/(кг·К).

15. Ток силой I=100 кА пропускали через расплавленную смесь криолита и глинозема в течении t=2 часов. Вычислить массу m_al выделившегося на катоде алюминия и V_O2 объем выделившегося кислорода (условия нормальные). М=27 г/моль, коэффициенты n=3, F=96500.

16. Задача: Определить объём растворённого при электрохимической обработки алюминия  V₀, если его фактическая масса М_ф=260 г, сила тока 10000А; универсальная постоянная С=6,2176·10^-4 г/А·мин; время электролиза τ_э=5 мин; атомная масса алюминия А=26,98; валентность n=3; объёмный  электрохимический эквивалент К_v=2,07·10^-3 см³/А·мин.

17. Сколько атомов двухвалентного алюминия  выделились за  5 мин на катоде, площадь поверхности которого равна S=150 см², если электролиз производили при плотности тока  j=10 А/м²?