Redox, Elektrolyse, 7 (Redox-16) Berechne die Dicke der Kupferschicht, die ein Strom der Stärke 5.8 A in 3h auf einer Kugel mit dem Radius 8.3 cm gleichmässig abscheidet. Hinweis 1: Oberfläche einer Kugel sei 4·pi·r2 Hinweis 2: Die Verkupferung wurde mit einer Kupfersulfatlösung durchgeführt Hinweis 3: Dichte(Cu) = 8.9 g/cm3

Frage: (Redox-16)    

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Berechne die Dicke der Kupferschicht, die ein Strom der Stärke 5.8 A in 3h auf einer Kugel mit dem Radius 8.3 cm gleichmässig abscheidet.
Hinweis 1: Oberfläche einer Kugel sei 4·pi·r²
Hinweis 2: Die Verkupferung wurde mit einer Kupfersulfatlösung durchgeführt
Hinweis 3: Dichte(Cu) = 8.9 g/cm³

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Lösung:

1. · Kupfersulfatlösung: CuSO₄, resp. Cu²⁺/SO2-4
2.     Cu²⁺ + 2e^– → Cu, z = 2
3. · m/M = I·t/(z·F)
4.     m = I·t·M/(z·F) = 5.8·3600·3·63.5/(2·96485) = 20.6 g
5.     Einheiten: [A·s·g/mol/(A·s/mol)] = [g]
6. · Es gelte annäherungsweise: das Volumen (!) der Kugelschicht ist gleich der Kugeloberfläche multipliziert mit der Höhe, resp. Dicke (:d) der Schicht V = 4·π·r²·d
7. · Dichte = m/V
8.     m = Dichte · V = Dichte·4·π·r²·d
9.    
10.     → d = m/(Dichte·4·π·r²)
11.     d = 20.63/(8.9·4·π·8.3²) = 2.67·10^-3cm = 0.026 mm

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