전기 도금

고등학교화학음극 전류 효율, 유한한 공급원 질량, 초기 구리 도금층의 가역적 박리를 고려한 전류 제어 구리 도금

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이 실험 소개

열쇠, 숟가락 또는 반지에 구리를 도금하세요. 평균 두께를 측정하고, 전하량은 그대로 둔 채 표면적을 바꾸고, 극성을 반전하여 기존 도금층을 벗겨 내세요.

학습 목표

  • 구리를 석출하려면 물체를 음극에 놓으세요.
  • 석출된 질량과 도금층 두께를 구분하세요.
  • 물체, 상대 전극 및 도금액에 포함된 구리를 고려하세요.

사용 방법

  1. 1물체를 음극으로 하여 회로를 닫고, 전원 공급 시간을 일정하게 설정해 측정하세요.
  2. 2입력한 물체의 표면적을 두 배로 늘리고 두께와 석출 질량을 비교하세요.
  3. 3전류 효율을 낮추고 음극의 질량 증가와 양극의 질량 감소를 비교하세요.
  4. 4물체를 양극으로 만들고 초기 구리층이 사라지는 과정을 관찰하세요.

모델

선택한 음극 전류 효율만 구리 석출에 반영됩니다.
두께에는 초기 구리층이 포함되며, 입력한 면적에 반비례합니다.
모델의 세 가지 재고량 사이에서 구리는 보존됩니다.

가정

  • 산으로 완충된 도금액에는 사실상 무한한 Cu²⁺ 저장고가 있습니다. 양극에서는 전류 효율 100%로 구리가 용해됩니다.
  • 구리 석출에 사용되지 않는 음극 전류는 수소 발생에 할당됩니다. 따라서 도금액의 구리량은 양극에서 손실된 양에서 음극에서 증가한 양을 뺀 만큼 증가합니다.
  • 비금속의 용해와 석출은 고려하지 않습니다. 극성이 반전된 무도금 물체에는 모델상 전류가 흐르지 않으며, 초기 구리 도금층이 소진되면 박리가 멈춥니다.
  • 입력한 표면적을 기준으로 구리 밀도 8.96 g/cm³를 사용해 균일한 평균 두께를 계산합니다. 형상 기하와 눈에 보이는 도금층은 설명을 위한 예시입니다.

수업에서 해 보기

  1. Q1양극의 질량 감소량이 물체의 질량 증가량보다 클 수 있는 이유는 무엇인가요?
  2. Q2면적을 두 배로 늘려도 석출 질량은 변하지 않으면서 두께가 절반이 되는 이유는 무엇인가요?

자주 묻는 질문

물체가 양극이 되면 어떻게 되나요?

모델은 주어진 구리 도금층만 박리합니다. 모델링되지 않은 모재에 대해 예측하기 전에 처리를 멈춥니다.

그려진 모양을 변경하면 새로운 면적이 계산되나요?

아니요. 그림만 변경됩니다. 별도로 입력한 면적이 두께 계산에 사용되는 정량적 표면적입니다.