Kas ir akumulatora skābe? Fakti par sērskābi

Marks Viljamsons / Getty Images

Akumulatora skābe var attiekties uz jebkuru skābi, kas izmantota a ķīmiskā šūna vai akumulators , bet parasti šis termins apzīmē skābi, ko izmanto svina-skābes akumulatoros, piemēram, transportlīdzekļos.

Automašīnu vai automašīnu akumulatoru skābe ir 30-50% sērskābe (H_diviSO₄) ūdenī. Parasti skābei ir a kurmis 29–32% sērskābes frakcija, blīvums 1,25–1,28 kg/L un koncentrācija 4,2–5 mol/L. Akumulatora skābei ir a pH apmēram 0,8.

Kas ir akumulatora skābe?

• Akumulatora skābe ir sērskābes (ASV) vai sērskābes (Apvienotajā Karalistē) parasts nosaukums.
• Sērskābe ir minerālskābe ar ķīmisko formulu H_diviSO₄.
• Svina-skābes akumulatoros sērskābes koncentrācija ūdenī svārstās no 29% līdz 32% vai no 4,2 mol/L līdz 5,0 mol/L.
• Akumulatora skābe ir ļoti kodīga un var izraisīt smagus apdegumus.
• Parasti akumulatora skābi uzglabā stikla vai citos nereaktīvās traukos.

Būvniecība un ķīmiskā reakcija

Svina-skābes akumulators sastāv no divām svina plāksnēm, kas atdalītas ar a šķidrums vai gēls, kas satur sērskābi ūdenī. Akumulators ir uzlādējams, ar uzlādi un izlādi ķīmiskās reakcijas . Kad akumulators tiek lietots (izlādējies), elektroni pārvietojas no negatīvi lādētas svina plāksnes uz pozitīvi uzlādētu plāksni.

Negatīvā plāksnes reakcija ir:

Pb(s) + HSO₄^-(aq) → PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2 e^-

Pozitīvā plāksnes reakcija ir:

PbO_divi(s) + HSO₄^-+ 3H⁺(aq) + 2 e^-→ PbSO₄(s) + 2 H_diviO(l)

Ko var apvienot, lai ierakstītu kopējo ķīmisko reakciju:

Pb(s) + PbO_divi(s) + 2 H_diviSO₄(aq) → 2 PbSO₄(s) + 2 H_diviO(l)

Uzlāde un izlāde

Kad akumulators ir pilnībā uzlādēts, negatīvā plāksne ir svins, elektrolīts irkoncentrēta sērskābe, un pozitīvā plāksne ir svina dioksīds. Ja akumulators ir pārlādēts, ūdens elektrolīze rada ūdeņraža gāzi un skābeklis gāze, kas tiek zaudēta. Dažu veidu baterijas ļauj pievienot ūdeni, lai kompensētu zaudējumus.

Kad akumulators ir izlādējies, apgrieztā reakcija uz abām plāksnēm veido svina sulfātu. Ja akumulators ir pilnībā izlādējies, rezultāts ir divas identiskas svina sulfāta plāksnes, kuras atdala ūdens. Šajā brīdī akumulators tiek uzskatīts par pilnīgi izlādējušos, un to nevar atjaunot vai atkārtoti uzlādēt.

Sērskābes nosaukumi

Nosaucot sērskābi par “akumulatorskābi”, tiek norādīta skābes koncentrācija. Patiesībā sērskābei ir vairāki dažādi nosaukumi, kas parasti atspoguļo tās lietojumu.

Koncentrācija mazāka par 29% jeb 4,2 mol/L: vispārpieņemtais nosaukums ir atšķaidīta sērskābe.29-32% jeb 4,2-5,0 mol/L: Šī ir akumulatora skābes koncentrācija, kas atrodama svina-skābes akumulatoros.62%-70% jeb 9,2-11,5 mol/L: Tā ir kameras skābe vai mēslojuma skābe. Šī ir skābes koncentrācija, kas iegūta, izmantojot svina kameras procesu.78%-80% jeb 13,5-14,0 mol/L: Šī ir tower acid vai Glover skābe. Tā ir skābes koncentrācija, kas iegūta no Glover torņa apakšas.93,2% jeb 17,4 mol/L: Šīs sērskābes koncentrācijas vispārpieņemtais nosaukums ir 66 °Bé ('66 grādu Baumé') skābe. Tas atspoguļo skābes blīvumu, izmantojot hidrometru.98,3% jeb 18,4 mol/L: Šī ir koncentrēta sērskābe. Lai gan ir iespējams iegūt gandrīz 100% sērskābi, ķīmiskā viela zaudē SO3 tuvu tā viršanas temperatūrai un pēc tam kļūst par 98,3%.

Akumulatora skābes īpašības

• Akumulatora skābe ir ļoti kodīga. Tas enerģiski reaģē ar ādu un gļotādām, izdalot daudz siltuma.
• Tas ir polārs šķidrums.
• Akumulatora skābei ir augsta elektrovadītspēja.
• Tīra akumulatora skābe ir bezkrāsaina, bet skābe viegli savāc piemaisījumus un maina krāsu.
• Tas nav uzliesmojošs.
• Akumulatora skābe ir bez smaržas.
• Tās blīvums ir gandrīz divas reizes lielāks nekā ūdens blīvums, proti, 1,83 g/cm³.

Avoti

• Deivenports, Viljams Džordžs; Kings, Metjū J. (2006). Sērskābes ražošana: analīze, kontrole un optimizācija . Elsevier. ISBN 978-0-08-044428-4.
• Heinss, Viljams M. (2014). CRC Ķīmijas un fizikas rokasgrāmata (95. izdevums). CRC Prese. 4.–92.lpp. ISBN 9781482208689.
• Grīnvuds, Normans N.; Ernšovs, Alans (1997). Elementu ķīmija (2. izdevums). Batervorts-Heinemans. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Džounss, Edvards M. (1950). “Sērskābes ražošana kameras procesā”. Rūpnieciskā un inženierķīmija . 42 (11): 2208–2210. doi:10.1021/ie50491a016
• Zumdāls, Stīvens S. (2009). Ķīmiskie principi (6. izdevums). Uzņēmums Houghton Mifflin. lpp. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.