化学 · 电化学 / 原理与探索
铜的电镀实验解说
在铜电镀过程中，通过测量传递的电荷量，可以确定沉积的铜量。通过改变恒定电流、镀时间以及表面积，比较镀层的质量和平均厚度。我们研究了质量守恒定律，以及随着表面积增大，相同量的铜所沉积的厚度减小的现象。
它是怎么工作的？
质量与电流和时间成比例，并且与面积无关。如果相同的质量被涂覆得更宽，则平均厚度会变薄。
关键关系
Q = It · m = QM/(nF) · 平均厚度 = m/(ρ·面积)
尝试这个实验
- 使用硫酸铜溶液和铜电极（阳极和阴极）进行镀覆。当电源开启时，Cu²⁺会从阴极接收电子，并沉淀。仪器上显示的时间为 s。
- 将 3600 秒，以 1 A 和 2 A 的电流下，所镀的质量进行比较。
- 在标准条件下，只有面积被加倍，或者只有时间被减半。面积仅影响平均厚度。
解读您的结果
什么因素决定在 100% 效率下的铜沉淀质量？
m = ItM / (nF) 且平均厚度为 m / (ρ·面积)。 面积决定了相同质量被分割的程度。
假设与限制
这是一个教学模型，具有 100% 的当前效率，恒定电流，M=63.55 g/mol，n=2，F=96485 C/mol，ρ=8.96 g/cm³。 提供的铜阳极产生的 Cu²⁺ 足够，不考虑浓度降低、副反应、电压、表面粗糙度和厚度不均匀。 面积是总镀覆面积，仅计算均匀平均厚度。 镀覆层的厚度图像是放大图像。