Konsentratsiyasi va sulfat kislota zichligi. Avtomobil batareya bilan sulfat kislota kontsentratsiyasi zichligi bog'liqligi

Qo'shilgan va jamlangan sulfat kislota - u, ular har qanday boshqa moddalar nisbatan dunyoda ko'proq ishlab chiqarish juda muhim kimyoviy moddalar hisoblanadi. mamlakatning iqtisodiy boylik ishlab chiqarilgan unda sulfat kislotasi jihatidan da'vo qilishi mumkin.

ajralish jarayoni

Sulfat kislotasi turli konsentrasiyalarda suvli probirkaga shaklida ishlatiladi. U H ⁺ ionlari eritmada mavjud ishlab chiqarish, ikki bosqichda ajratish reaksiyaga qoladi.

H ₂ SO ₄ = H ^{+ +} HSO ₄ ^-;

HSO ₄ ^- = H ^{+ +} SO ₄ ^-2.

Sulfat kislota kuchli, va tarqoqlik birinchi bosqichi H ⁺ -ions va eritmada HSO ₄ ^-1 -ions (vodorod sulfat) ichiga yiqitish, deb deyarli barcha original molekulasi juda tez sodir bo'ladi. Recent qisman boshqa H ⁺ ionlari ozod va eritma bir sulfat ioni (SO ₄ ^-2) qoldirib, keyingi bo'laklanadi. Biroq, hydrogensulfate, zaif kislota bo'lib, hali ham bir H ⁺ hal etish va SO ₄ ^{-2 ustun.} sulfat kislota eritmasi zichligi qutbi to'liq ajralish u faqat sodir suv zichligi, yuqori Suyultirilgandan ostida r. F.

sulfat kislota xususiyatlari

harorat va kontsentratsiyasi qarab - u bir an'anaviy kislotasi yoki kuchli oksidlovchi sifatida harakat qilishi mumkin, degan ma'noda maxsus. sulfat kislota A sovuq cho'kmasi eritmasi tuz (sulfat) va vodorod gaz evolyutsiyasi berishga faol metall bilan reaksiyaga. Misol uchun, sovuq cho'kmasi H ₂ SO ₄ (faraz, uning to'liq bosqichli bo'linish) va metall rux o'rtasidagi reaksiya quyidagicha:

Zn + H ₂ SO ₄ = ZnSO ₄ + H _2.

Kimning zichligi issiq joyga jamlanganda, sulfat kislota, taxminan 1,8 g / sm ^3, masalan, metall mis kelsak kislotalari, uchun, umuman, inert bo'lgan materiallar bilan reaksiyaga olib, bir oksitleyici sifatida harakat qilishi mumkin. reaktsiya davomida, mis bir yechim hosil bo'ladi, oksidlangan va kislota ommaviy kamayadi mis sulfat suv va bir metall bilan kislota bilan reaksiyaga tomonidan kutilgan edi, o'rniga vodorod gazsimon oltingugurt dioksidi (SO _2), (II).

Cu + 2H ₂ SO ₄ = CuSO ₄ + SO ₂ + 2H ₂ O.

As odatda eritma konsentratsiyasini tomonidan izhor

Aslida, har qanday hal konsentratsiyasi turli yo'llar bilan ifoda etilgan, lekin og'irligi bilan eng keng foydalaniladigan kontsentratsiyasi mumkin. Bu eritma yoki ma'lum bir og'irligi yoki hajmi eruvchan gramm sonini ko'rsatadi hal qiluvchi (odatda 1000 g, 1000 sm ^3, 100 sm ³ va 1 dm ^3). Buning o'rniga miqdorini olishi mumkin moddaning gramm massasi, mol ifodalangan, - keyin 1000 g yoki 1 dm ³ eritmasi molyar konsentratsiyasi olingan.

molyar konsentratsiyasi emas eritma miqdori, balki faqat erituvchi nisbatan belgilangan bo'lsa, u eritma molality deyiladi. Bu harorat mustaqillik bilan tavsiflanadi.

Ko'pincha vazni konsentratsiyasi erituvchi 100 gramm boshiga gramm ko'rsatilgan. 100% bu ko'rsatkichni ko'paytirishdan u (kontsentratsiyasi boshiga), bir og'irlik foizga tayyorlangan. sulfat kislota eritmasi qo'llaniladi sifatida ya'ni, bu usul eng tez-tez ishlatiladi.

Berilgan haroratda belgilangan hal kontsentratsiyasi har bir qiymati, u juda o'ziga xos zichligi (sulfat kislota eritmasi, masalan, zichligi) mos keladi. Shuning uchun, ba'zan u hal xarakterlanadi. Masalan, H ₂ SO ₄ eritmasi, xususiyati foiz konsentratsiyasi 95,72%, 1.835 g / sm ³ T = 20 ° S zichligi faqat sulfat kislota zichligi berilgan bo'lsa, qanday qilib bunday eritma konsentratsiyasini aniqlash uchun? Bunday xat berib jadval umumiy yoki analitik kimyo haqida hech qanday darslik bir moslama hisoblanadi.

O'RNAK konsentratsiyasi qayta hisoblashni

boshqa yechim kontsentratsiyasi uchun so'z bir rejimidan boramiz. Biz SO ₄ eritmasi H ₂ bor deylik qiziqish 60% konsentratsiyasi bilan suvda. Biz birinchi tegishli sulfat kislota zichligi aniqlash. foiz (birinchi ustun) va H ₂ SO ₄ (to'rtinchi ustuni) ning suvli eritmasi tegishli zichligi o'z ichiga olgan jadval, quyida ko'rsatilgan.

Bu g / sm ³ 1.4987 ga teng kerakli qiymatini ^belgilaydi. Biz endi hal molarite hisoblash. Buning uchun u SO ₄ H ₂ massasini aniqlash uchun zarur 1 yechim litr va kislota mol tegishli soni.

aktsiyadorlik eritmasi 100 g egallab hajmi:

/ 1.4987 100 = 66,7 ml.

60% eritmasi 66,7 ml yildan u o'z ichiga oladi 1 litr kislota 60 g mavjud:

(60 / 66,7) = 899 1000, 55 g x.

98 ga teng sulfat kislota molyar vazn Demak, uning gramm 899,55 g mavjud mol soni, bo'ladi:

899,55 / 98 = 9,18 mole.

sulfat kislota kontsentratsiyasi zichligi bog'liqligi ko'rsatilgan shakl. Quyida.

sulfat kislota foydalanish

Bu turli sohalarda ishlatiladi. temir va po'lat ishlab chiqarish, u sintetik bo'yoqlar, shuningdek, bunday hidroklorik va nitrat kabi kislotalarning boshqa turdagi yaratishda ishtirok boshqa moddalar bilan qoplangan oldin metall sirtini tozalash uchun ishlatiladi. Bu, shuningdek, farmatsevtika mahsulotlari, o'g'itlar va portlovchi ishlab chiqarishda ishlatiladi, va hali ham qayta ishlash sanoatini xom neft iflosliklar olishdan muhim reaktiv hisoblanadi.

Bu kimyoviy kundalik hayotda juda foydalidir, va qo'rg'oshinli akkumulyatorlar (avtomobil bor, masalan, o'sha o'sha) ishlatiladigan bir sulfat kislota eritmasi sifatida osonlik bilan foydalanish mumkin. Bunday kislota odatda og'irligi bilan 35% H ₂ SO ₄ uchun taxminan 30% dan bir kontsentratsiyasi ega, balansi - suv.

ko'p iste'mol ilovalar uchun 30% H ₂ SO _4, ularning ehtiyojlarini qondirish uchun etarli ko'proq bo'ladi. Biroq, va sanoatda u sulfat kislota juda yuqori kontsentratsiyasi talab qiladi. Odatda, ishlab chiqarish davomida u birinchi etarlicha cho'kmasi va organik kiritmalari bilan ifloslangan olinadi. ikkinchi qadam - - keyin birinchi, u 70% ga o'rnatildi va iqtisodiy jihatdan ishlab chiqarish uchun cheklash ko'rsatkichdir 96-98%, ko'tardi: joyga jamlanganda kislota ikki bosqichda olinadi.

sulfat kislota va uning navlari zichligi

deyarli 99% sulfat kislota qayta oqimi qisqacha bo'lishi mumkin, lekin SO ₃ tiklanish nuqtasida keyinchalik zarar 98,3% konsentratsiyali kamaytiradi bo'lsa-da. Umuman, saqlash yanada barqaror indeksi 98% bilan tur.

Tijorat sinf kislotalar qiziqtirgan uning kontsentratsiyasi o'zgaradi, va buning uchun u qadriyatlarni o'zida past kristalizasyon harorati tanlanadi. Bu tashish va saqlash davomida loyqa sulfat kislota kristallari yo'qotilishi kamaytirish uchun amalga oshiriladi. Asosiy navlari bor:

• Minora (azot) - 75%. sinf sulfat kislota zichligi 1670 kg / m ³ ga ^teng. uning deb atalmish qiling. astarli minoralar ichiga kuydirilgan xom gaz ichiga olgan oltingugurt angidridi SO _2, (shuning nomi navlari), olov asosiy natijasida nitroso muomala unda azot usuli (bu, ammo erigan azot oksidi _bilan, shuningdek, H ₂ SO _4). Natijada jarayonida iste'mol qilinmaganda kislota va azot oksidi ajratilgan va ishlab chiqarish tsikli qaytdi.
• Aloqa - 92,5-98,0%. sinf% 98 sulfat kislota zichligi 1836,5 kg / m ³ ga ^teng. Bu, shuningdek, jarayon angidrid angidrid, oksidlovchi o'z ichiga oladi, SO ₂ olgan Roaster _gazlar, olingan uchun SO ₃ mustahkam vanadiy katalizator bir necha qatlamlari bilan o'zining kontakt (shuning nomi sinf) bilan.
• Oleum - 104,5%. Uning zichligi 1896,8 kg / m ³ ga ^teng. SO ₃ birinchi topgan 20% o'z ichiga oladi, va kislota bo'lib, SO ₄ H _2, ham bu yechim - 104,5% ni tashkil etadi.
• Yuqori sinf oleum - 114,6%. Uning zichligi - 2002 kg / m ^3.
• Batareya - 92-94%.

Avtomobil batareya qilsa qanday

eng mashhur elektr qurilmalar, bu bir operatsiya suvli sulfat kislota ishtirokida yuzaga kelgan elektrokimyoviy jarayonlar butunlay asoslangan.

Avtomobil batareya bir necha plitalari shaklida sulfat kislota elektrolitlar va ijobiy va salbiy elektrodlar qo'shilgan o'z ichiga oladi. Ijobiy Plitalar bir qizg'ish-jigarrang materiallar qilingan - qo'rg'oshin angidrid (PBO _2), va negativ - kul "ko'pikli" qo'rg'oshin (Pb) ning.

elektrodlari qo'rg'oshin yoki himoya materiallari qilingan, chunki, batareya bu turi ko'pincha qo'rg'oshin-kislotali batareya deyiladi. Uning işlerliğin, t. E. chiqish kuchlanish to'g'ridan bu vaqtda sulfat kislota zichligi nima bilan belgilanadi (kg / m3 yoki g / sm ^3), elektrolitlar deb batareya to'ldirilgan.

Nima Elektrolitlar batareya qochqinlarni bilan sodir bo'ladi,

elektrolit qo'rg'oshinli batareya to'liq bepul 30% qiziqish bilan xamda bilan kimyoviy toza distillangan suv sulfat kislota qayta zaryadlanuvchi hal. Net kislotasi 1,835 g / sm ^3, elektrolit zichligi bor - taxminan 1300 g / sm ^3. Batareya zaryadsizlanishi bo'lsa, u elektr kimyoviy reaktsiyalar elektrolit uzoqlashmoqchi sulfat kislota natijasida namoyon bo'ladi. eritma kontsentratsiyasi zichligi deyarli teng bog'liq, shuning uchun u tufayli elektrolit konsentratsiyasi kamayishi kamaytirish kerak.

Ekan batareya kislotasi keng uning elektrodlari yaqin ishlatiladi va elektrolit ko'proq cho'kmasi bo'lib orqali chiqarish oqim sifatida. Elektrolitlar va elektrod plitalarining umumiy hajmining kislotasi diffuziya, binobarin, chiqish kuchlanish kimyoviy reaktsiyalar taxminan zichlikli sobit qo'llab-quvvatlaydi va.

plastinka kislota elektrolit Diffuziya chiqarish jarayonining boshida sodir tezda elektrodlari faol moddiy hali gol gözenek bilan natijasida sulfat, chunki. sulfat shakllantirish va elektrodlari gözenekleri to'ldirish uchun boshlaganida, diffuziya sekinroq joylashtirish oladi.

Nazariy jihatdan barcha kislotasi ishlatiladi qilinmaydi kabi uzoq evakuatsiya qilish davom ettirish mumkin, va elektrolitlar toza suv iborat bo'ladi. Biroq, tajribasi elektrolit zichligi 1.150 g / sm ³ ga tushib keyin darajasi davom kerak emas, deb ^ko'rsatadi.

zichligi ancha sulfat reaktsiya vaqtida hosil bo'lgan degan ma'noni anglatadi, 1,300 dan 1150 ga kamayadi va u plitalari ustida faol moddiy, hal ya'ni. E. barcha gözenekler to'ldiradi qachon allaqachon deyarli barcha sulfat kislota tanlangan. zichligi mutanosib kontsentratsiyasi bog'liq va shunga o'xshash bo'lib, batareya zaryad zichligi bog'liq. Fig. Quyida batareya elektrolitlar zichligi bog'liqligini ko'rsatadi.

Elektrolitlar zichligi o'zgartirish, batareya chiqarish holatini aniqlash eng yaxshi vosita, to'g'ri ishlatiladi sharti.

elektrolit zichligi qarab avtomobil batareya oqindi darajasi

Uning zichligi har ikki haftada o'lchanishi kerak va har doim kelajakda foydalanish uchun rekord o'qish tutilishi kerak.

yana zich elektrolitlar, ko'proq kislota u o'z ichiga oladi va yana batareya yechiladi. Zichlik 1,300-1,280 g / sm ³ to'liq zaryad. Odatda, batareya chiqarish darajasini quyidagi elektrolit zichligi qarab farq:

• 1,300-1,280 - to'liq zaryadlangan:
• 1,280-1,200 - yarim bo'sh ortiq;
• 1,200-1,150 - yarim kam ish haqi;
• 1150 - deyarli bo'sh.

Har bir hujayra o'zining avtomobil ta'minlash kuchlanish ulashdan oldin to'liq zaryadlangan batareya 2,5 bilanoq yuk ulangan bo'lib V. 2,7, kuchlanish tez uch yoki to'rt daqiqa davomida taxminan 2,1 V gacha pasayadi bo'ladi. Bu salbiy elektrod plitalarining yuzasida va qo'rg'oshin qatlami va metall peroksid ijobiy Plitalar o'rtasida qo'rg'oshin sulfat bir yupqa qatlam shakllanishi bilan bog'liq. taxminan 2,15-2,18 voltgacha bog'lovchi yo'l tarmog'i so'ng hujayra kuchlanish final qiymati.

joriy faoliyatining dastlabki soat davomida batareya orqali oqib boshlaganida, tufayli plitalari gözeneklere va elektrolitlar kislota tanlash to'ldiradi sulfat katta miqdorda shakllantirish tufayli ortib ichki hujayra qarshilik 2 V kuchlanish tomchi bor. Qisqa oqimining boshlanishidan oldin joriy zichligi elektrolitlar maksimal va g / sm ³ 1300 ^tengdir. Dastlab u tez sodir kamaytirish, lekin keyin elektrolit miqdorida yangi dona kislota kirib kislota qo'llab-quvvatlanadi plitalar yaqin kislota va sezilarli darajada elektrolit hajmi tanlash elektrodlari zichligi o'rtasidagi muvozanatli holatini belgilash. Elektrolitlar o'rtacha zichligi ko'rsatilgan shakl munosabatlar izchil kamaytirish davom etmoqda. Yuqorida. dastlabki tomchi kuchlanish yana asta-sekin kamayadi, keyin kamaytirish, uning darajasi batareya yuk bog'liq. Vaqt jadvali chiqarish jarayoni ko'rsatilgan shakl. Quyida.

batareya elektrolitlar davlat nazorati

foydalanish zichligi hidrometre aniqlash uchun. Bu yuqori uchida simob yoki zarbasi bilan to'ldirilgan pastki uchida bir kengaytmasi, va baholanadi shkala bilan muhrlangan, shisha naycha iborat. Sek Bu ko'lamli, 1,100 dan turli oraliq qadriyatlar bilan 1,300 belgilangan. Quyida. Hidrometre bir elektrolitlar joylashtirilgan bo'lsa, u ma'lum bir chuqurlikka cho'kib bo'ladi. Shunday qilib, elektrolit muayyan hajmini ko'chirmoq qiladi va muvozanat joy erishilgan bo'lsa, joyidan jildi Og'irligi Og'irligi Hidrometre faqat teng bo'ladi. Elektrolitlar zichligi hajmiga bo'lgan og'irlik nisbati teng va Hidrometre vazn ma'lum boshlab, keyin eritmada botirish har bir darajasi alohida uning zichligi mos keladi. Ba'zi areometr zichligi ko'lamini qadriyatlar bilan bor, lekin, "tegishli" "yarim raqam", "Full to'lash" yoki shunga o'xshash tomonidan belgilanadi.