Câu 2: Hãy trình bày bản chất của mạ điện (sơ đồ thiết bị mạ điện) và tính toán lượng kim loại mạ ?

 Tính toán lượng kim loại mạ:

Định luật Pharađây

Định luật Pharađây phát biểu như sau: "Lượng chất thoát ra ở điện cực tỷ lệ thuận với khối lượng mol nguyên tử hoặc khối lượng mol phân tử của chất thoát ra ở điện cực, với lượng điện đi qua dung dịch (tức cường độ và thời gian điện phân) và tỷ lệ nghịch với số electron tham gia phản ứng điện cực".

Định luật Pharađây được viết dưới dạng công thức:

m= MIt /no. F (1)

trong đó: m - khối lượng chất thoát ra ở điện cực, g; M - khối lượng mol nguyên tử hoặc mol phân tử của chất thoát ra ở điện cực, g.mol-1; I - cường độ dòng điện, A; t - thời gian, giờ (h); F - hệ số Pharađây (F = 96500C.mol-1 =96500A.s.mol-1=26,8A.giờ.mol-1); n0 - số electron tham gia phản ứng điện cực (trong trường hợp ion kim loại Mn+ bị khử thành kim loại M thì số n0 bằng hóa trị kim loại Mn+ + n0e  M); Q = It là điện lượng, C .

Công thức trên (1) có thể viết dưới dạng:

Số mol chất thoát ra ở điện cực nmol : n mol = m /M = It / n0.F = Q / n0.F (2)

hoặc: m = E.I.t (3)

trong đó:E=M / n0.F- đương lượng điện hóa chất thoát ra ở điện cực, g/A.h.

Xác định khối lượng lớp mạ

Khối lượng lớp mạ xác định theo công thức (3) chỉ là khối lượng lớp mạ lý thuyết (mLT). Bởi trên katôt ngoài ion kim loại phóng điện (kết tủa kim loại) còn có các ion khác (ví dụ ion hiđrô - thoát khí hiđrô). Chính vì vậy khối lượng kim loại mạ thực tế (mTT) bao giờ cũng nhỏ hơn khối lượng kim loại mạ lys thuyết và được xác định theo công thức:

m tt = m lt . neta = EIt.neta

trong đó: neta = m tt / m lt .100% được gọi là hiệu suất dòng điện (%).

Hiệu suất dòng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có mật độ dòng điện.