Viene impiegata una corrente I per depositare il nichel da un bagno di NiSO4. Sia Ni che H2 si formano al catodo contemporaneamente.
L'efficienza della corrente, rispetto alla formazione del Ni, è del 60%.
  1. Quanti grammi all'ora di nichel vengono depositati al catodo ?
  2. Qual è lo spessore del deposito se il catodo è formato da una lamina metallica quadrata di 16 cm², ed il deposito avviene su entrambe le facce ?
  3. Che volume di H2 (in condizioni normali) si sviluppa in un'ora ?

Bisogna applicare la legge di Faraday: m = M e Q F i Δ t m= { { M_e } over { Q_F }} cdot i cdot %DELTA t La massa equivalente del nichel è 29 g e dobbiamo moltiplicare con 0.6 per tenere conto della ridotta efficienza anodica: m = 0.6 M e Q F i Δ t = 0.6 ( 29 96500 3600 ) i 0.65 i g / h m= 0.6 cdot { { M_e } over { Q_F }} cdot i cdot %DELTA t=0.6 cdot left ( { { 29 } over { 96500 }} cdot 3600 right ) cdot I approx 0.65 cdot I ~g/h La corrente va inserita in ampere.
Per calcolare lo spessore che si produce in un'ora serve la densità del nickel in g/cm³ e poi basta applicare la definizione di densità: s = V 2 S = m ρ 2 S = 0.65 2 8.88 16 i cm / h 0.0023 i cm / h s= { V } over { 2 S}= { m } over {%rho cdot 2 S}= {0.65 } over {2 cdot 8.88 cdot 16} cdot I ~cm/h approx 0.0023 cdot I ~ cm/h Il volume di H2 che si produce in un'ora si ricava dalla legge dei gas perfetti: V = n R T p = ( m M H 2 ) ( R T p ) = ( M e Q F i Δ t M H 2 ) ( R T p ) = ( i Δ t Q F ) ( R T p ) V= { n R T } over { p }= left ( { m }over{M_{H_2} } right ) cdot left ( { R T } over { p } right ) = left ( { { { M_e } over { Q_F }} cdot i cdot %DELTA t }over{M_{H_2} } right ) cdot left ( { R T } over { p } right ) = left ( { i cdot %DELTA t } over { Q_F } right ) cdot left ( { R T } over { p } right ) La semplificazione delle masse è perchè la massa equivalente dell'idrogeno è uguale alla massa dato che la valenza è 1.
Sostituiamo i dati: V = ( i Δ t Q F ) ( R T p ) = ( i 3600 96500 ) ( 0.082 300 1 ) 0.92 i l / h V= left ( { i cdot %DELTA t } over { Q_F } right ) cdot left ( { R T } over { p } right )= left ( { i cdot 3600 } over { 96500 } right ) cdot left ( { 0.082 cdot 300 } over { 1 } right ) approx 0.92 cdot i ~ l/h