الطلاء الكهربائي وقانونا فاراداي – طلاء مفتاح أو ملعقة بالنحاس والفضة والنيكل

ماذا تعرض

في الطلاء الكهربائي يكون الجسم المراد طلاؤه هو المهبط، ولوح من فلز الطلاء هو المصعد. تكتسب أيونات الفلز إلكترونات عند المهبط وتترسب فلزًا، بينما يذوب المصعد فيبقى تركيز الأيونات ثابتًا تقريبًا. يربط قانونا فاراداي الكتلة المترسبة بكمية الكهرباء المارة: Q = I·t وm = Q·M/(n·F)، حيث F = 96485 C/mol. يحتاج كل أيون فضة إلى إلكترون واحد فقط، وللفضة كتلة مولية كبيرة، لذا تترسب الفضة أكثر من غيرها لكل كولوم. يفترض النموذج كفاءة تيار 100 % وطلاءً متجانسًا، ويسرّع الزمن.

طريقة الاستخدام

اختر «طلاء بالنحاس»، وأبق المفتاح الفولاذي، واضبط I و«زمن الطلاء»، ثم اضغط «ابدأ الطلاء» ولاحظ الإلكترونات والأيونات وطبقة الطلاء وهي تنمو. سجّل m لعدة قيم للتيار والزمن لتبيّن أن m ∝ I·t. انتقل إلى «طلاء بالفضة» أو «طلاء بالنيكل» وقارن الخطوط المتقطعة في المنحنى. اختر الملعقة الفولاذية لترى كيف تعطي المساحة الأكبر طلاءً أرق، واستخدم «البدء من جديد» للتكرار.

المعاملات القابلة للتغيير

• فلز الطلاء النحاس (Cu²⁺), الفضة (Ag⁺), النيكل (Ni²⁺)
• الجسم المراد طلاؤه مفتاح فولاذي (15 cm²), ملعقة فولاذية (40 cm²)
• شدة التيار I 0.1–2 A
• زمن الطلاء 1–60 min

أسئلة للاستكشاف

1. إذا ضاعفت شدة التيار أو زمن الطلاء، كيف تتغير كتلة النحاس المترسبة؟
2. لماذا تترسب من الفضة كتلة تزيد بنحو 3.4 مرات على كتلة النحاس عند مرور كمية الكهرباء نفسها؟
3. عند التيار والزمن نفسيهما، كم يكون طلاء الملعقة أرق من طلاء المفتاح، ولماذا؟