Korrosion und Oberflächenbehandlung
Eine galvanische Vernickelung wird 30 Minuten lang mit einer Stromdichte von 2,0 A/dm² durchgeführt. Welcher Wert kommt der Schichtdicke bei einer Stromausbeute von 100 % am nächsten? Es gelte Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni; molare Masse von Ni 58,69 g/mol, Dichte 8,90 g/cm³, Faraday-Konstante 96485 C/mol.
- Aca. 12 µm
- Bca. 25 µm
- Cca. 1,2 mm
Lösung und Erläuterung anzeigen
Lösung: A. ca. 12 µm
2,0 A/dm² entsprechen 0,020 A/cm²; in 30 Minuten (1800 s) fließt pro cm² also die Ladung 0,020 × 1800 = 36 C. Die abgeschiedene Masse beträgt 36 × 58,69/(2 × 96485) ≈ 1,09×10⁻² g/cm²; geteilt durch die Dichte ergibt sich die Dicke 1,09×10⁻²/8,90 ≈ 1,23×10⁻³ cm, also etwa 12 µm (12,3 µm). Ca. 25 µm rechnet die Zwei-Elektronen-Reaktion fälschlich mit n = 1. Ca. 1,2 mm verwechselt dm² mit cm² und rechnet mit 2,0 A/cm², was einen 100-mal zu großen Wert ergibt (1 dm² = 100 cm²). In der Praxis liegt die Stromausbeute z. B. wegen Wasserstoffentwicklung unter 100 %, sodass dieser Wert eine Obergrenze darstellt.
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