Какая кислота в аккумуляторе серная или соляная: Какая кислота в аккумуляторе автомобиля? Вопрос к химикам

какая серная или соляная, какую заливают

Автор Акум Эксперт На чтение 8 мин. Просмотров 5.2k. Опубликовано 18.12.2019

Практически каждый владелец автомобиля знает, что в автомобильном аккумуляторе есть кислота, но далеко не каждый может сказать, какие функции она выполняет. Из этой статьи мы узнаем, какая кислота в аккумуляторе автомобиля, для чего она нужна и как правильно приготовить электролит.

Какая кислота в аккумуляторе

Практически во всех свинцово-кислотных аккумуляторах, а именно они стоят в автомобилях в качестве стартерных, используется серная кислота (формула — H₂SO₄₎ или, как ее еще называют автомобилисты, аккумуляторная кислота.

Серная кислота для аккумуляторов 

Но заливается она в батареи не в чистом виде, а в виде водного раствора, который называется электролитом. Примерное соотношение кислоты к воде составляет 3:7 (30% концентрированной кислоты, 70% воды). Для приготовления электролита используется дистиллированная вода, очищенная от солей и других примесей, существенно ухудшающих качество раствора.

Важно! Нередко можно услышать, что в автомобильные аккумуляторы некоторых типов заливается соляная кислота. Это неверно.  Свинцово-кислотных аккумуляторов, работающих на соляной кислоте, не существует.

Для чего она нужна

Кислота является важной частью аккумулятора. Она участвует в химических реакциях окисления и восстановления с электродами, благодаря чему возникает ЭДС. При зарядке батареи и подаче на нее обратной ЭДС эта же кислота позволяет аккумулятору накопить получаемую энергию, обеспечивая обратные химические реакции.

Какие процессы протекают при заряде и разряде

Чтобы лучше понять, для чего нужна серная кислота, рассмотрим химические реакции, протекающие в аккумуляторе во время его работы и зарядки.

Как известно, аккумулятор имеет два электрода – анод и катод. Первый изготовлен из диоксида свинца (PbO₂), второй — из металлического свинца (Pb). Оба электрода, естественно, погружены в электролит.

Упрощенная конструкция свинцово-кислотного аккумулятора 

При подключении к АКБ нагрузки (режим разряда) начинается  реакция взаимодействия оксида свинца и серной кислоты, при этом металлический свинец окисляется до сульфата свинца. В это время происходит восстановление диоксида свинца на катоде и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции.

Электрохимические реакции в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее (слева направо — при разряде, справа налево — при заряде) 

При разряде аккумулятора из электролита расходуется серная кислота и выделяется относительно более лёгкая вода, плотность электролита падает. При заряде АКБ происходит обратный процесс.

Даже в нормальном режиме в процессе работы батареи некоторая часть воды разлагается на газообразный водород и кислород, но при нарушении условий эксплуатации (чрезмерный разрядный или зарядный ток) электролиз усиливается, и вода необратимо теряется.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

В обслуживаемых аккумуляторах проблема решается доливкой дистиллированной воды. Если устройство необслуживаемое, потеря воды означает конец срока службы аккумуляторной батареи.

Состав электролита и как его приготовить в домашних условиях

Обычно электролит заливают в батарею при ее изготовлении, но в некоторых случаях, к примеру, при покупке сухозаряженного обслуживаемого аккумулятора, раствор кислоты заливается самим покупателем, то есть нами. Прежде чем электролит залить, его нужно приготовить.

То, что в свинцовом аккумуляторе серная кислота, мы выяснили, что ее нужно разбавить водой – тоже. Знаем даже пропорции, но очень примерные. То, какой плотности электролит заливать, будет зависеть от климатических условий, в которых будет эксплуатироваться батарея, и от плотности исходного электролита. Поэтому с понятием плотности придется познакомиться поближе.

Итак, плотность чистой серной кислоты равняется 1.83 г/см³. То есть один миллилитр концентрированной серной кислоты будет весить 1.83 грамма. Плотность воды – 0.998 г/см³ (цифры для температуры +20 °С). Если смешать кислоту с водой, то плотность электролита будет зависеть от соотношения компонентов. Таким образом, совсем не нужно отмерять нужное количество жидкостей, достаточно во время приготовления электролита контролировать его плотность.

Более того, при приготовлении электролита пересчитывать плотность в процентное соотношение кислоты к воде вообще не нужно, поскольку в документации на все аккумуляторные батареи  производитель указывает необходимую концентрацию электролита именно в единицах плотности.

Как измерить плотность электролита

Для измерения плотности жидкости используются специальные приборы – ареометры. Автомобилистами используются два основных типа ареометров: постоянной массы и многопоплавковые.

Ареометр постоянной массы (слева) и многопоплавковый

Первый тип представляет собой поплавок со шкалой в верхней его части и грузом в нижней. Такой прибор просто опускается в жидкость (в нашем случае электролит). Чем плотность электролита выше, тем на меньшую глубину погрузится поплавок. Показания же плотности считываются со шкалы в зависимости от глубины погружения.

Принцип работы ареометра постоянной массы

Важно. Для аккумулятора такой ареометр не подходит – его не опустишь в банку. Поэтому автомобильные ареометры дополняются специальным «шприцем» с относительно тонкой иглой для забора электролита из банки.

Автомобильный ареометр постоянной массы 

Что касается многопоплавкового типа, то принцип его работы тот же, но поплавков несколько (обычно 7). Каждый из них имеет определенную плавучесть, заставляющую его всплывать при той или иной плотности жидкости.

Работают с прибором так: забирают в него электролит (он тоже в виде шприца) и определяют плотность по последнему всплывшему поплавку — каждый из них отмаркирован своей плотностью всплывания. Недостаток такой конструкции очевиден – это очень низкая точность измерения.

Плотность электролита примерно 1.23 г/см3

С понятием плотности разобрались, пора готовить электролит. Для этого нам понадобится серная кислота и дистиллированная вода. Первую можно купить в автомагазине, вторую – в любой аптеке или в крайнем случае сделать самому, использовав перегонный куб (самогонный аппарат).

Какую кислоту использовать? В продаже обычно можно встретить разбавленную серную кислоту, так называемую автомобильную. Ее плотность составляет 1.42 г/см³. Если в нашем распоряжении окажется концентрированная серная кислота (плотность 1.83 г/см³), то подойдет и она, но работать с такой кислотой нужно очень осторожно – она прожигает одежду и кожу мгновенно.

Чистая серная кислота тоже подойдет для приготовления электролита

Теперь определим примерные пропорции, чтобы по 20 раз не перемешивать и не измерять плотность, «вылавливая» нужную концентрацию. Для этого воспользуемся табличками, приведенными ниже.

Пропорции воды к серной кислоте плотностью 1.83 г/см³

Необходимая плотность электролита, г/см3	Количество воды, л	Количество кислоты, л
1.2	0.859	0.2
1.21	0.849	0.211
1.22	0.839	0.221
1.23	0.829	0.231
1.24	0.819	0.242
1.25	0.809	0.253
1.26	0.8	0.263
1.27	0.791	0.274
1.28	0.781	0.285
1.29	0.772	0.295
1.31	0.749	0.319

Пропорции воды к серной кислоте плотностью 1.42 г/см³

Необходимая плотность электролита, г/см3	Количество воды, л	Количество кислоты, л
1.2	0.547	0.476
1.21	0.519	0.5
1.22	0.491	0.524
1.23	0.465	0.549
1.24	0.438	0.572
1.25	0.41	0.601
1.26	0.382	0.624
1.27	0.357	0.652
1.28	0.329	0.679
1.29	0.302	0.705
1.31	0.246	0.76

Какое количество электролита понадобится? В аккумуляторах емкостью 55-75 А/ч залито от 2,6 до 3,7 литров электролита в зависимости от емкости и конструкции батареи.

Теперь нужно решить, какая плотность раствора должна быть в нашем аккумуляторе. Она зависит от климатических условий, в которых будет эксплуатироваться автомобиль. Для определения оптимальной плотности конкретно для наших условий воспользуемся еще одной табличкой.

Зависимость плотности электролита полностью заряженной батареи от температуры эксплуатации

Климатический район (средняя месячная температура в январе, °С)	Время года	Плотность электролита полностью заряженного аккумулятора, г/см3
Очень холодный (-50 … -30)	Зима	1.30
	Лето	1.28
Холодный (-30 … -15)	Круглый год	1.28
Умеренный (-15 … -8)	Круглый год	1.28
Теплый влажный (0 … +4)	Круглый год	1.23
Жаркий сухой (-15 … 0)	Круглый год	1.23

Готовить электролит будем в кислотостойкой (к примеру, стеклянной) посуде, перемешивать стеклянной палочкой. Из средств защиты нужны очки, перчатки и по возможности прорезиненный фартук.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Прежде чем взяться за работу, твердо усвоим основное правило – льем кислоту в воду и ни в коем случае не наоборот. При вливании более легкой воды почти наверняка произойдет вскипание верхнего слоя раствора с разбрызгиванием кислоты!

Льем только кислоту в воду!

Итак, отливаем необходимое количество воды в емкость. Теперь отмеряем нужное количество серной кислоты и аккуратно с небольшой высоты вливаем ее в воду тонкой струйкой. Льем очень медленно, поскольку при быстром вливании может произойти разбрызгивание. Кроме того, в процессе химических реакций температура раствора быстро поднимается, и стеклянный сосуд может лопнуть от резкого перепада температур.

После этого тщательно, но не спеша, перемешиваем раствор и ждем, пока он не остынет до комнатной температуры, иначе показания ареометра будут неверными. Делаем забор электролита в ареометр и измеряем плотность. Если она отличается от желаемой, добавляем воду или кислоту (если плотность высокая – воду, если низкая – кислоту).

Важно! Воду доливаем в электролит только при помощи шприца ареометра! Забираем в него небольшое количество воды, опускаем иглу глубоко в электролит и потихоньку выжимаем воду грушей.

Снова перемешиваем раствор, остужаем и только потом, еще раз проконтролировав плотность, заливаем в аккумуляторную батарею.

Вот мы и узнали, для чего в аккумуляторе электролит, какой плотности он должен быть, и даже сможем самостоятельно его приготовить.

Какая кислота в аккумуляторе серная или соляная

Практически все владельцы личного транспортного средства прекрасно знают о том, что в аккумуляторах есть кислота. Даже новички, которые только начинают постигать азы вождения, и то осведомлены касательно этого вопроса.

Многие из них слышали о кислотно-свинцовых аккумуляторах, но на деле так и не имеют представления, как именно работает это устройство. А между тем здесь протекают определенные химические реакции.

Какая кислота в аккумуляторе и для чего нужна

Большинство автомобилистов прекрасно знают, какая кислота залита в аккумуляторе. Но находятся и те, кто считают, что внутри аккумулятора ничего кроме дистиллированной воды (или дистиллята) нет. Другие же придерживаются мнения в пользу соляной кислоты, которое также неверно.

В любой автомобильной батарее содержится серная кислота — H₂SO₄. Если быть точнее, то речь идет о растворе серной кислоты с дистиллированной водой. Такая жидкость имеет общее название – электролит. Так какова роль серной кислоты?

Это основной компонент для работы АКБ. В отсутствие кислоты невозможен процесс заряда и разряда батареи. Это одна из самых активных разновидностей, которая способна вступать во взаимодействие практически с любым металлом, включая их оксиды. К тому же кислота может вступать в реакции обмена, а ее активность зависит от содержания воды.

Когда происходит заряд кислотного аккумулятора, пластины из чистого свинца (отрицательные) начинаются выделять электроны, которые принимаются решетками из оксида свинца (положительные). При разряде батареи происходит в точности до наоборот. Иными словами, когда пластины отдают электроны, они как бы «разрушаются» – происходит заряд, а при разряде они возвращаются обратно, что именуется «восстановлением».

И вот как раз для такого процесса разрушения – восстановления и нужна агрессивная среда в виде разбавленной серной кислоты. И без нее эффективность автомобильных батарей была бы на очень низком уровне.

Состав электролита и как правильно сделать

Серная кислота широко используется в современной промышленности для получения электрической энергии (аккумуляторы, батареи, электрические конденсаторы). Что касается состава электролита в АКБ, то соотношение между серной кислотой и дистиллированной водой следующее:

• сама кислота – 30%;
• дистиллированная вода – 70%.

Именно такая субстанция эффективным образом взаимодействует со свинцовыми пластинами. При этом особого внимания заслуживает плотность электролита, на что непосредственным образом оказывает влияние серная кислота. У концентрированной она достигает показателя в 1,83 г/см 3 . Добавлением дистиллированной воды обеспечивается понижение плотности до нужных пределов – обычно это диапазон 1,23-1,27 г/см 3 .

Плотность электролита (г/см3)	Напряжение без нагрузки (В)	Напряжение с нагрузкой (В)	Степень заряженности (%)	Замерзание электролита (С)
1,27	12,66	10,8	100	-60
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,16	12	9,14	31	-14
1,15	11,94	9	25	-13
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,11	11,7	8,4	0,0	-7

Знать этот параметр необходимо для понимания порога замерзания электролита. При плотности в 1,11 г/см 3 субстанция замерзает уже под воздействием относительно небольшого холод: -7 °C. У рекомендованных значений порог этот существенно отличен – от -58 °C до -64 °C. А можно ли самому сделать электролит?

Да, это действительно возможно, только действовать необходимо с предельной осторожностью. И поскольку предстоит иметь дело с серной кислотой высокой концентрации, то такая работа представляет определенную опасность. Необходимо позаботиться о защите рук, тела, органов дыхания.

Собственно в том, чтобы самостоятельно приготовить электролит для АКБ, нет ничего сложного – смешать серную кислоту с дистиллированной водой, соблюдая пропорцию. Стоит заметить, что обычна вода из-под крана для таких целей не подходит, поскольку содержит большое количество разных примесей, которые негативным образом воздействуют на свинцовые пластины.

Собственно сами ингредиенты:

• Серная кислота (плотность должна быть 1,83 г/см 3 или более, но не менее).
• Дистиллированная вода.
• Любая фарфоровая посуда.

Пропорции кислоты и воды нам известны – 30% и 70% соответственно. При этом важен характер подхода к производству – оптимально кислоту добавлять в воду, а не наоборот. Также стоит учесть, что при их смешивании будет выделяться очень много тепловой энергии и по этой причине недопустимо использовать стеклянную посуду – она просто лопается. Когда температура электролита упадет, его можно перелить в стеклянную емкость или тару из пластика.

После того как жидкости будут соединены, следует замерить плотность ареометром. Если показатели соответствуют допустимому пределу, электролит готов к эксплуатации. Но такое приспособление имеется далеко не у каждого водителя, а поэтому пригодится следующая подсказка плотности электролита (из расчета на 1 литр дистиллированной воды):

• при 1,23г/см 3 – 280г;
• при 1,25г/см 3 – 310г;
• при 1,27г/см 3 – 345 г;
• при 1,29г/см 3 – 385 г.

Собственно на этом работа и заканчивается. Тем, кто проживает в средней полосе России, следует придерживаться плотности – 1,27 г/см 3 . При этом для зон с холодным климатом (до -30 °С) допустимый показатель составляет 1,26-1,28 г/см 3 , а жарких субтропических районов – 1,24-1,26 г/см 3 . Пределы плотности от 1,27 г/см 3 до 1,29 г/см 3 актуальны для тех регионов, где зима свирепствует до -50 °С.

К чему приведет нарушение рецептуры

Показатель в 1,29 г/см 3 является не самым высоким – встречается концентрат электролита с плотностью 1,33 г/см 3 (применяется для корректировки), ранее можно было найти даже с плотность 1,4 г/см 3 , но сейчас он снят с продажи. Однако его все же следует также разбавить водой и только после этого заливать внутрь АКБ. Почему же нельзя лить сильно концентрированный электролит?

Ничего хорошо уж точно не произойдет! Из-за высокой концентрации страдают пластины аккумулятора – их просто разъедает со временем. Это происходит медленно, но верно! Поэтому, если залить высокий концентрат, не следует удивляться тому, что АКБ в скором времени вышла из строя.

Низкая плотность электролита приводит к такому явлению, которое называется сульфатацией. Об этом процессе известно многим опытным водителям. В результате на пластинах оседают кристаллы сульфита свинца, из-за чего металл утрачивает способность к накоплению заряда.

К тому же, как выше уже было упомянуто, из-за слишком низких показателей плотности электролит замерзает, обращаясь в лед. Чем это грозит, каждому уже понятно – повреждения пластин не избежать.

Как корректировать плотность жидкости

Владельцам автомобилей необходимо контролировать уровень электролита и его плотность. Из-за гидролиза и нагрева АКБ в подкапотном пространстве содержание субстанции понижается, а плотность наоборот растет. По этой причине возникает необходимость доливать дистиллированную воду. Но иногда показатели плотности электролита могут стать меньше нормы. Тогда следует поднять концентрацию кислоты.

Существуют несколько способов как это можно сделать, исходя из степени понижения плотности электролита. Для этого следует замерить его концентрацию в каждой банке по отдельности. Если густота электролита получена от 1,18 г/см 3 до 1,20 г/см 3 , то оптимальное решение – замена части электролита в банке на новый с плотностью 1,27 г/см 3 . Иными словами делается повышение плотности электролита.

Только предварительно стоит убедиться в том, что АКБ заряжена, иначе батарею следует подзарядить. При низком заряде аккумулятора к такой процедуре нельзя приступать. Иначе концентрация H

2SO₄ резко поднимется, что приведет только к разрушению пластин.

Сама же процедура выполняется в следующем порядке:

• Резиновой грушей откачивает как можно больше жидкости из банки. При этом замерить объем.
• Добавляют новый корректирующую жидкость с плотностью 1,27-1,29 гр/см3 в количестве равном половине изъятого объема.
• Пусть все перемешается между собой – для этого можно дать нагрузку на выводы, просто подождать некоторое время или потрясти АКБ.
• Замеряют плотность. Если показатели по-прежнему не достигли допустимых пределов доливку электролита стоит продолжать до достижения нужных параметров.
• Когда предел установлен, банки закрывают, а сам аккумулятор ставится на зарядку.

В том случае, когда плотность электролита снижена ниже уровня в 1,2 гр/см3, тогда необходимо менять его полностью – сливать старый, заливать новый.

Многие автовладельцы даже не задумываются, какая кислота залита в АКБ автомобиля и по незнанию высказываются неверные предположения. Некоторые говорят, что там вода, а некоторые считают, что соляная кислота, поэтому стоит подробнее разобраться в этом вопросе. В свинцово-кислотном аккумуляторе залита дистиллированная вода и серная кислота. Такая жидкость имеет название электролит.

Какую кислоту заливают в аккумулятор

В некоторых видах автомобильных АКБ в качестве электролита может использоваться щелочь. К примеру, никель-кадмиевый тип АКБ. Помимо этого, есть группа гелевых аккумуляторов, где жидкость находится в связанном состоянии. Но, по сути, это раствор серной кислоты, переведенный в гелеобразное состояние или им пропитанное стекловолокно.

Серная кислота широко используется при производстве свинцово-кислотных АКБ для транспортных средств. Ее концентрация в электролите около 30-35%, остальное – дистиллированная вода. Применять обычную водопроводную воду запрещено, поскольку в ее состав входят соли многих металлов и их попадание в АКБ сократит срок его службы.

Как правило, в бытовой сфере серной кислоты с 30%процентов вполне достаточно, однако в сфере производства довольно часто используется кислота с более высокой концентрацией. Получить концентрированную серную кислоту можно в две стадии. Первая – это когда концентрация доводится до 65-70%, вторая – когда ее увеличивают до 98%. Такой состав наиболее пригоден для длительного хранения. Возможно получение высокой концентрации в 99 %, но в дальнейшем из-за значительной потери SO3 она снизится до 98,3%.

Применение серной кислоты и ее сорта

Существует несколько сортов серной кислоты, к ним относятся:

• Нитрозная или башенная. Концентрация составляет 75%, а плотность этого сорта находится в пределах 1,67 г/см 3 . Такое название он получил благодаря методу производства нитрозным способом в футерованных башнях. Обжиговый газ обрабатывается нитрозой и в процессе реакции получается кислота и оксиды азота.
• Контактная. Концентрация достигает 92,5-98%, плотность – 1,837 г/см 3 . Данный сорт также получается из обжигового газа с содержанием двуокиси SO2. В процессе химической реакции происходит ее окисление при контакте с катализатором из ванадия.
• Аккумуляторная. Концентрация 92-94%, плотность – 1,835 г/см 3 .
• Сорт Олеум. Концентрация довольна высокая –104,5%, плотность – 1,897 г/см 3 , представляет собой концентрированный раствор из кислоты и SO3.
• Высокопроцентный олеум. Концентрация достаточно высокая –114,6%, плотность – 2,002 г/см 3 .

Процессы, происходящие в АКБ с участием электролита

Функционирование свинцово-кислотного АКБ основывается на химических процессах, протекающих с помощью электролита. АКБ автомобиля из пластин: положительных и отрицательных, погруженных в раствор кислоты. Пластины имеют токоотводящие решетки, выполненные из свинца с добавками (зависит от типа АКБ), а на решетках отрицательных электродов нанесен сероватый порошок свинца, на положительных – красновато-коричневый диоксид свинца.

Показатель плотности электролита на заряженном АКБ находится в диапазоне 1,128─1,300 г/см 3 . При разрядке АКБ в результате химической реакции из электролита стремительно расходуется кислота и плотность значительно падает.

Полностью заряженный элемент аккумулятора транспортного средства выдает напряжение в пределах 2,5-2,7 В без нагрузки на выводах. В случае нагрузки данное напряжение несколько проседает до 2,1 В буквально за несколько минут. За этот короткий период на поверхности отрицательных электродов успевает сформироваться плотный слой PbSO4. Соответственно, напряжение элемента на подключенной к авто АКБ составляет 2,15 В.

Если разряжать АКБ транспортного средства небольшим током (примерно 10% от номинальной емкости), тогда через 1-2 ч разрядки напряжение элемента снизится до 2 В. Это обусловлено тем, что в этом момент формируется большое количество PbSO4, который, в свою очередь сильно забивает поры активной массы. Помимо этого, проявляется рост внутреннего сопротивления элементов аккумулятора и значительно снижается концентрация жидкости.

Контроль за состоянием электролита

Контроль за электролитом – важная процедура, которая должна проводиться регулярно. От владельца транспортного средства требуется контролировать как уровень электролита в АКБ, так и его плотность. Чтобы проверить уровень электролита рекомендуется использовать стеклянную трубочку, но если ее нет, то можно использовать прозрачный корпус от ручки. Для измерения нужно открыть пробки всех банок и погрузить пластиковую/стеклянную трубочку до пластин. После чего с верхнего конца ее плотно зажать пальцем и поднять.

Оптимальный уровень электролита в трубке должен быть 10-12 мм. В случае нехватки электролита доливается вода до требуемого уровня. Выше необходимого уровня воду заливать не следует.

Срок службы электролита

Стоит знать, что кислотный электролит – это раствор, который не имеет срока годности. Срок службы для такой жидкости определяется исключительно исходя из того, как она способна выполнять свои функции.

К показателям, которые влияют на срок использования АКБ, относятся:

• Плотность электролита.
• Температурный режим функционирования АКБ.
• Степень заряженности аккумулятора.

Если эти показатели соответствуют норме, срок службы электролита довольно продолжительный.

Как поднять плотность электролита

Повышение плотности жидкости происходит вследствие повышения температуры и в результате процесса, который называется гидролиз. Чтобы этот показатель находился на необходимом уровне, требуется регулярное добавление дистиллята. Если датчик концентрации кислоты в электролите показывает значение ниже, чем 1,275 г/см 3 , следует его поднимать.

Кислотность электролита можно поднять двумя способами: полной заменой старого электролита на новый или внесением разбавленной концентрированной кислоты.

В случае разбавления жидкости следует провести ряд действий для каждой банки:

• Постараться откачать максимальное количество электролита посредством шприца или резиновой груши.
• Внести в банку 0,5 его объема плотностью от 1,26 до 1,28 г/см 3 .
• Чтобы тщательно перемешать жидкость, необходимо на выводы подать нагрузку с минимальной мощностью.

При замере плотности стоит определить необходимый уровень. Если не произошло изменений, тогда в половину оставшегося объема требуется внести еще электролит.

С помощью подобных манипуляций можно довести до оптимальной плотности концентрацию кислоты в электролите.

В случае, если показатель индикатора показывает значения плотности ниже, чем 1,2 г/см 3 , требуется полная замена электролита, так как способом доливки поднять ее не получится. Однако если батарее менее года, то стоит попробовать.

Важно! Серная кислота – агрессивная средой для кожных покровов человека и его одежды. Поэтому во время работ с открытой батареей рекомендуется позаботиться о мерах защиты: обязательно надеть резиновые перчатки, защитные очки. Так же пригодится прорезиненный фартук.

Порядок заливки и доливки кислотного электролита в АКБ

Составляющие компоненты электролита – кислоту и дистиллированную воду, нужно смешать в разных пропорциях. Так, если необходимо получить электролит с уровнем плотности 1,29 г/см³, то к 1 литру необходимо добавить 0,36 л кислоты, то есть в соотношении 1:3.

Заливку электролита производят стеклянной или полиэтиленовой трубочкой до уровня 10-15 мм над свинцовыми пластинами. После этого аккумулятор оставляют на два часа, однако в некоторых случаях плотность при этом падает. Далее АКБ заряжают током в десять раз меньшим его емкости в течение 4 часов.

Проверять плотность АКБ необходимо раз в 2-3 месяца. Для этого используется специальный прибор – ареометр.

Важно! В целях техники безопасности необходимо знать, что заливать нужно именно серную кислоту в дистилированную воду, но не наоборот, поскольку высока вероятность возникновения химической реакции данной смеси с выделением брызг и тепла.

Процесс приготовления электролита

Электролит для АКБ можно, конечно, приобрести в специализированных магазинах, но можно сделать его самостоятельно и при этом научиться регулировать плотность.

Для приготовления электролита потребуются следующие компоненты:

• Вода дистиллированная.
• Серная кислота.
• Емкость из материала, устойчивого к воздействию концентрированного химического вещества: стекла, керамики, свинца.
• Эбонитовая палочка (для размешивания жидкости).

Для приготовления в специальную емкость заливается вода, после – серная кислота. Компоненты тщательно палочкой смешиваются. Процедуру проводят последовательно, поскольку при обратном варианте есть вероятность получить ожоги.

Полученное вещество плотно накрывается и оставляется минимум на сутки до выпадения осадка и остывания. Стоит знать, что при обратном проведении заливки (сначала серная кислота, потом – вода), возможна гидратации и образование в кислоте тепла. Соответственно, вода может закипеть и спровоцировать разбрызгивание.

Срок службы АКБ ограничен ее техническими характеристиками. Однако при неправильном его использовании и хранении этот показатель может существенно снизиться. Чтобы АКБ не изнашивалась слишком стремительно, специалисты рекомендуют следить за плотностью электролита и его уровнем.

Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:

Знать, какая кислота в аккумуляторе автомобиля, обязан каждый водитель, самостоятельно обслуживающий своё транспортное средство. Этот вопрос вызван не праздным любопытством, имеющим цель расширить кругозор. Применяя знания такого рода на практике, можно не только продлить срок службы аккумуляторной батареи, но и избежать возникновения неприятных, а подчас и опасных ситуаций, в которые рискует попасть неподготовленный человек.

Для чего нужна кислота

Прежде чем приступать к описанию процессов, протекающих при разряде/заряде, стоит сразу сказать, какая кислота используется в аккумуляторе любого автомобиля – это серная (h3SO4), а не соляная или, например, фосфорная.

Она необходима для приготовления электролита – жидкости, в которой присутствуют заряженные частицы – ионы. Электролит представляет собой не просто пассивный раствор, в котором частицы воды и кислоты перемешаны друг с другом. Это активная жидкость, отличительная особенность которой – постоянное протекание в ней взаимно исключающих друг друга процессов – диссоциации и ассоциации.

В аккумуляторе присутствует серная кислота

При диссоциации, которая протекает лишь в водном растворе h3SO4. Молекулы кислоты образуют ионы с положительными и отрицательными зарядами:

Диссоциация кислоты

Параллельно с диссоциацией протекает обратный процесс – превращение ионов в молекулы кислоты. Полной ионизации электролита, а также полной нейтрализации заряженных частиц не происходит. Процессы находятся в динамическом равновесии, которое может измениться лишь под влиянием внешнего воздействия.

Именно наличие ионов и превращает раствор в электролит. Под влиянием электрического поля (во время зарядки) заряженные частицы переносят заряд к пластинам аккумулятора. При реакции между ионами и веществом пластин происходит высвобождение электронов. Они способны двигаться по проводнику при подключении его к электродам (их выводам).

Основные процессы, протекающие при разряде

Отрицательные пластины АКБ и их обмазка изготовлены из свинца (Pb), а у положительных активная масса имеет основой его диоксид (PbO2). Металлический свинец обладает большим количеством свободных электронов, чем его диоксид. Если положительную и отрицательную пластины соединить проводником, то разность потенциалов практически сразу уравновесится и электрический ток не возникнет.

Но если эти пластины погрузить в сернокислотный электролит, то перенос электронов вызовет химические реакции окисления металлического свинца и восстановления его диоксида:

PbO2 + SO42- + 4H++ 2e- = PbSO4 + h3O

Как видите, «конечными продуктами» этих реакций являются:

1. Сульфат свинца PbSO4, образующийся на поверхности пластин.
2. Вода.
3. Свободные электроны (e-), благодаря которым и возникает электрический ток.

При достаточно продолжительном разряде серная кислота может полностью «израсходоваться» на образование сульфата и воды, в результате чего прекратятся химические реакции и свободные электроны не будут образовываться. Поэтому особенно ценным в плане практического использования свинцовых аккумуляторных батарей является возможность протекания обратных реакций при подключении к выводам электрического напряжения.

При зарядке сульфат свинца, прореагировав с водородом, снова становится серной кислотой, в результате чего плотность электролита восстанавливается, а поверхность пластин аккумулятора приобретает первоначальный состав.

Проверка плотности электролита

Состав электролита

Химический состав раствора прост – 35% серной кислоты + 65% воды. Такое соотношение обусловлено как необходимостью сохранить работоспособность батареи при низких температурах (до -65 С). А также избежать чрезмерной коррозии пластин – серная кислота очень агрессивна.

Разумеется, вода должна быть дистиллированной, а кислота соответствовать по чистоте ГОСТ 667-73, устанавливающему минимальные нормы содержания примесей.

При обслуживании аккумуляторов состав аккумуляторной кислоты оценивается по плотности, измеряемой ареометром. При температуре воздуха +20 С её значение должно быть 1,28 г/см3.

Но для автомобилистов необходимость самостоятельно изготавливать электролит для батареи практически отпадает. В автомагазинах продаётся как готовый раствор (плотностью 1,28 г/см3), так и корректирующий (1,4 г/см3). Также можно купить и дистиллированную воду – при необходимости её доливки.

Контроль за состоянием электролита

В первую очередь, на что должен обращать внимание владелец при уходе за батареей – это уровень электролита. Пластины должны быть полностью погружены в раствор. Расстояние от поверхности жидкости до верхнего края пластин – около 10-15 мм.

Знать, сколько жидкости должно быть в аккумуляторе, нужно лишь в тех случаях, когда вы собираетесь её поменять целиком. Объём электролита зависит от ёмкости АКБ, примерные его значения приведены в таблице:

Но замена электролита потребует слива отработанного раствора. Для чего потребуется сверлить корпус батареи и затем восстанавливать его целостность. Опрокидыванием выливать ни в коем случае нельзя. Шлаком, скопившемся на дне, можно спровоцировать замыкание пластин и окончательный выход АКБ из строя.

Поэтому уход за батареей, который имеет практическую значимость, сводится к возобновлению уровня электролита и контролю его плотности.

Что будет, если в аккумулятор налить соляную (HCl) кислоту? | D_Kulibin

Как ни странно и такой случай в моей практике был.

Эбонитовый аккумуляторУстройство свинцового аккумулятора

Раньше делали аккумуляторы в основном эбонитовые корпуса, разборные. Легко было разобрать, отремонтировать или заменить вышедшую из строя аккумуляторную банку. Пластиковые АКБ стали делать чуть позже начиная с середины 90-х( могу ошибаться, поправте если не так) и уже с 2000-х разборных аккумуляторов почти было не найти. Только старые — вышедшие из строя или отжившие своё. Которые можно было разобрать, выкинуть все внутренности( пластины, сепараторы, обвалившуюся активную массу), промыть набрать новые пластины и дать новую жизнь такому аккумулятору. Либо сделать из двух старых один новый, получался не супер долговечный ~ в 1.5_2 раза меньше ходил, но зато практически бесплатно! Об этом в другой статье.;)

Раньше все аккумуляторы в магазине или на складах были сухо — заряженные. Пользователь — автомобилист сам или отдавал аккумуляторщику для заливки электролита и приведения АКБ в состояние готовности. Кроме аккумулятора надо было покупать либо готовый электролит, либо готовить его самому: приобретать серную (h3SO4) и дистиллированную воду. Да ещё и ареометр.

Ареометр для проверки плотности электролита

Проще было отдать специалисту — аккумуляторщику, у которого всё это было в наличии.

Электро — химические процессы заряда и разряда свинцового аккумулятора

Но не все так рассуждали. Однажды принесли такой сухо — заряженный аккумулятор мне, и говорят: » Начали заливать, а он шипит весь и воняет. Залили все банки, вот блин, ну начали заливать в одну, воняет, что — то не то, остановись! Так ведь нет все залили. Открываю пробки, вонь на всю аккумуляторную и вентиляция не спасает, воняет чистым хлором, поверьте очень неприятный удушливый запах.

Занимался в школе любимым предметом — химией, очень плотно, очень здорово разбирался. Один из опытов производил: электролиз поваренной соли (NaCl), выделялся тот самых лор, угораздило его нюхнуть дураку, да хорошенько нюхнуть. Так потом часа два никакие запахи не воспринимал вообще, думал всё никогда уже обоняние не вернётся.

Добывал хлор по этой схеме

Я АКБ под самое сопло вытяжного шкафа ставлю, на полную включаю. Спрашиваю: «А что вы залил в аккумулятор, какой электролит, покажите.»

Принесли бутылки с желтоватой жидкостью. «Где же вы их приобрели?» Отвечают: «Да в магазине промтовары, где краски и т.п. продают, продавалась как кислота, вот и подумали, значит для аккумуляторов».

Желтоватая жидкость

На бутылке написано: кислота соляная! Говорю: «Ужас, можно аккумулятор выкинуть на помойку!» » Как же так, он же новый, вообще не эксплуатировался». «Загубили вы его соляной кислотой, теперь хоть промывай, хоть заливай нормальный правильный электролит, ничего не поможет.» «Давай попробуем, что — то сделать, мы заплатим!» Отказываюсь, пытаюсь на пальцах объяснить, что всё, в утиль АКБ. Не верят. Беру бумажку пишу: в АКБ положительные пластины состоят из свинцовой решётки заполненной двуокисью свинца( PbO2 ) отрицательные та же решётка, но уже заполнена губчатым очень мелко — дисперсной смесью. между ними сепаратор -это изолятор электрическо — механический, пластины не соприкоснуться не замкнут, но он может пропускать электролит. Надо заливать в АКБ только разведённую серную кислоту с концентрацией по ареометру 1.25_1.30 для разных районов страны.

Электролит для свинцового аккумулятора

Залив в аккумулятор соляную кислоту пошла такая реакция: PbO2+4Hl=PbCl4 +2h3O сам же PbCl4 тут же разлагается на PbCl4-PbCl2+Cl2 Хлор выделяется и воняет, а PbCl2 это малорастворимая соль свинца, которая оседает во всей положительной пластине и врядле удастся её от туда вымыть, даже если вода будет горячая, эта соль лучше в горячей растворяется, вы убили всю активную массу PbO2. Да ещё и губчатый свинец пострадал, реакция более сложная с соляной кислотой, но я её запишу проще: Pb+2HCl=PbCl2+h3 образуется тот же хлорид свинца, который не очень мало растворим в воде. Не верят. «Давай вскроем, посмотрим» «Платите, вскроем» Вскрываем, дело дрянь, пластины в беловатом лучше сказать как стекло полу — прозрачном налёте.

Желтоватая маслянистая жидкость, взрывается при температуре <100 градусов.

Сам потом читал и удивлялся, как не взорвался АКБ, ведь если верить источникам: PbCl4 желтоватая маслянистая жидкость, взрывающаяся при температуре 100 и выше градусов, да ещё чуток водорода выделялось. Ну на практике видимо всё не так и ребятам «повезло». Забрали они батарею, что они потом с нею делали мне неизвестно.

Не лейте всякую дрянь в свой или чужой аккумулятор.

Всякая дрянь, не подходит для заливки в ваш аккумулятор.

Да и был случай ещё, когда четыре аккумуляторные батареи ёмкостью по 190А/ч с закрытыми пробками утонули в морской воде, катер затонул, достали принесли мне и что с ними дальше было читайте в следующей статье.

Серная кислота аккумуляторная

Описание:

Серная кислота — бесцветная маслянистая жидкость, не имеющая запаха. С водой и серным ангидридом смешивается в любых соотношениях с выделением большого количества тепла. Контактная серная кислота с массовой долей моногидрата 92,5-94,0% является водным раствором моногидрата (100% серной кислоты). В технике под серной кислотой подразумевают любые соединения H₂SO₄ с водой. Водные растворы серной кислоты характеризуются массовой долей в них H₂SO₄ или SO₃

Серная кислота — одна из самых активных неорганических кислот. Она реагирует почти со всеми металлами и их оксидами, вступает в реакции обмена, обладает окислительными и другими важными свойствами. Основные физико-химические свойства растворов серной кислоты зависят от соотношения в ней воды и серного ангидрида (триоксида серы).

Применение:

Серная кислота используется в производстве минеральных удобрений, красителей, химических волокон, а также в металлургии. Она применяется для различных технологических целей в текстильной, пищевой и др. отраслях промышленности. Аккумуляторная серная кислота применяется после разбавления ее дистиллированной водой в качестве электролита для заливки свинцовых аккумуляторов.

В качестве электролита для аккумуляторных батарей применяют раствор серной аккумуляторной кислоты в дистиллированной воде. Для различных климатических и температурных условий, в которых батарее предстоит работать, используют электролит различной плотности. Плотность электролита зависит от концентрации раствора серной аккумуляторной кислоты — чем больше концентрация раствора, тем больше плотность электролита и от температуры раствора — чем выше температура, тем ниже плотность. Концентрация или плотность электролита является точным критерием степени разряженности аккумулятора. В качестве точки отсчета, для определения текущей степени разряженности аккумулятора, принимается нормативная плотность электролита, т.е. плотность, приобретенная после первого полого заряда. Для свинцовых аккумуляторов характерно сильное разбавление электролита во время разряда из-за участия в реакции серной аккумуляторной кислоты с образованием воды. В заряженных аккумуляторах концентрация кислоты равна 30…40%. Чем меньше объем электролита, в сравнении с массой электродов, тем быстрее снижается концентрация кислоты при разряде. В конце разряда она составляет от 10 до 25%.

Серная кислота

ГОСТ 667-73

Влияние суперпластификатора и ускорителя набора прочности ПФМ-НЛК на подвижность бетонной смеси и прочностные характеристики бетона

Технические характеристики	Высший сорт	Первый сорт
Массовая доля моногидрата (H2SO4), %	92-94	92-94
Массовая доля железа (Fe), %	0,005	0,01
Массовая доля остатка после прокаливания, %, не более	0,02	0,03
Массовая доля оксидов азота (N2O4), %, не более	0,00003	0,00001
Массовая доля мышьяка (As), %, не более	0,00005	0,00008
Массовая доля хлористых соединений (Cl), %, не более	0,0002	0,0003
Массовая доля марганца (Mn), %, не более	0,00005	0,0001
Массовая доля суммы тяжелых металлов в пересчете на свинец (Pb), %, не более	0,01	0,01
Массовая доля меди (Cu), %, не более	0,0005	0,0005
Массовая доля веществ, восстанавливающих KMnO4, см3 раствора с (1/5 KMnO4) = 0,01 моль/дм3, не более	4,5	7
Прозрачность	Должна выдерживать испытание по п. 3.13

Упаковка:

Серная кислота упаковывается в ж/д и авто цистерны, канистры, кубовые емкости.

Хранение:

Техническая серная кислота и олеум (концентрированная серная кислота) должны храниться в емкостях из стали или спецстали, как нефутерованных, так и футерованных кислотоупорным кирпичом или кислотоустойчивым материалом.

Транспортировка:
Серную кислоту техническую транспортируют в железнодорожных сернокислотных цистернах в соответствии с правилами перевозок грузов. На цистерны должны быть нанесены специальные трафареты в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на ж.д. транспорте.

Техника безопасности:
Кислота серная пожаро- и взрывобезопасна, при соприкосновении ее с водой происходит бурная реакция с большим выделением тепла, паров и газов. Токсична. По степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса опасности. При работе с серной кислотой обязательно применять спецодежду.

 

Насосы Lutz для кислот | ЕТ-Сервис

На основе h3SO4 производят азотные и фосфорные удобрения, в том числе и суперфосфат, объем которого доходит до нескольких миллионов тонн ежегодно. Основная стадия производства фосфорных удобрений – получение фосфорной кислоты. Для этого природные фосфаты обрабатывают серной кислотой. В этом процессе образуются чрезвычайно агрессивные смеси, содержащие кроме фосфорной и серной кислот, хлориды и фториды.

Перекачка концентрированной серной кислоты (не менее 60%) требуется в процессе обработки цветных металлов, например, для восстановления алюминия.

Перед нанесением гальванопокрытий необходимо металл предварительно подготовить – зачистить и обезжирить. Так как серная кислота реагирует с металлами, ее применяют в процессе предварительной обработки. Она растворяет тончайший поверхностный слой обрабатываемого металла, а вместе с ним удаляются любые следы загрязнений. Кроме того, поверхность становится более шершавой, что лучше для нанесения никелевого, хромового или медного покрытия.

Серная кислота имеет также большое значение при производстве других кислот, например, соляной, азотной, фосфорной.

Значительное количество h3SO4 требуется в нефтеперерабатывающей промышленности, где её применяют, главным образом, для очистки различных продуктов: в основном, для осушения масел, керосина и парафина.

Серную кислоту используют при производстве взрывчатых веществ в качестве одного из видов сырья для производства тротила (TNT)

Кроме того, серная кислота находит широкое применение в производстве моющих средств (например, лаурилсульфата натрия), а также в косметической промышленности, где ее используют в производстве сырья и полуфабрикатов (например, нитрата серебра), а также перекиси водорода и душистых веществ.

h3SO4 также является электролитом в очень популярных свинцово-кислотных аккумуляторах.

Для перекачки высококонцентрированной серной кислоты особенно хорошо подходят насосы из сплавов нержавеющей стали, так как они образуют пассивный слой, защищающий от коррозии. В этом материальном исполнении можем предложить:

Перекачивать высоко агрессивную разбавленную серную кислоту лучше всего насосами из фторопласта (PVDF).

Lutz может предложить различные по конструкции насосы из этого материала. В зависимости от задачи перекачивания вы можете выбрать:

Для дозирования серной кислоты в большой концентрации свыше 40% подходят дозирующие насосы LUTZ-JESCO с корпусом из нержавеющей стали, а в малой концентрации можно выбрать любой насос, исходя из задачи.

Скрыть

Проведение утилизации химических неликвидов, серной и соляной кислот

            Решение данного вопроса влияет на соблюдение промышленной безопасности. Разработаны специальные правила, касающиеся утилизации промышленных агрессивных отходов, к которым относятся, в том числе, серная и соляная кислоты. Опасность концентрированной соляной кислоты заключается в ее свойствах вызывать поражение слизистых оболочек и кожи человека. Работать с ней без использования средств индивидуальной химической защиты категорически запрещено. В России созданы специальные центры, проводящие обучение правилам работы с агрессивными химическими отходами.

Такую же опасность представляет для человека и серная кислота. Ее пары поражают дыхательные пути, слизистые, могут вызывать отеки гортани и легких, а также ожоги глаз. И, если человек может обезопасить себя при работе с этими кислотами, то природа повреждается ими безвозвратно.

Все работы с данными кислотами осуществляются только в защитных костюмах и в резиновых перчатках. Органы зрения и органы дыхания защищают респираторами соответствующих марок и очками для химзащиты, которые должны плотно прилегать к лицу.

Исходя из написанного, становится понятно, что самостоятельно проводить утилизацию неорганических кислот и прочих агрессивных отходов категорически воспрещается, чтобы не нарушить экологическое равновесие и не нанести ущерб окружающей нас природе. Существуют фирмы, которые профессионально и грамотно занимаются подобными вопросами. Наша компания утилизирует все виды отработанных кислот и прочих неликвидов, в числе которых:

            — серная кислота, как основной компонент химических источников тока, то есть аккумуляторов;

            — отработанная или просроченная соляная кислота, используемая в гальванических производствах для протравки металлов;

            -азотная кислота, используемая в машиностроении, нефтепереработке и т. д. Эта кислота очень опасна для органов дыхания, поэтому работы с ней проводятся в плотно закрытых емкостях;

            — фосфорная, плавиковая и другие, не менее опасные неорганические кислоты;

            — остатки химических реагентов, веществ и соединений из всевозможных лабораторий.

            Поскольку цены на наши услуги невысоки, Вы сможете без существенных материальных затрат внести свой вклад в дело сохранения природы и здоровья людей.

профессионал — Инструкция по нейтрализации отработанной серной кислоты аккумуляторных батарей (2 класса опасности)

1.Общие требования безопасности.

При сборе, хранении, нейтрализации отработанной серной кислоты от аккумуляторных батарей следует учитывать особенности ее эксплуатации и степень опасности.

Природные воды имеют нейтральную, слабокислую или слабощелочную реакцию, рН их находится в пределах 6.5 — 8,5. Электролит имеет кислую рН среду и представляет собой серную кислоту плотностью 1,2 — 1,27. Аккумуляторная серная кислота является достаточно концентрированной и не подлежит утилизации без предварительной нейтрализации.

Растворы серной кислоты оказывают вредное воздействие на организм человека.

При нагревании серной кислоты образуются пары сернистого ангидрида, которые, соединяясь с парами воздуха, образуют кислотный туман. При вдыхании паров серной кислоты раздражаются и прижигаются слизистые оболочки верхних дыхательных путей.

При попадании на кожу серная кислота вызывает сильные ожоги, болезненные и трудно поддающиеся лечению. Попадание серной кислоты в глаза грозит потерей зрения.

Персонал, занятый нейтрализацией аккумуляторной серной кислоты, должен работать в одежде из кисло-защитной ткани, прорезиненных фартуках, резиновых сапогах, резиновых кислостойких перчатках, защитных очках или щитках из оргстекла, иметь фильтрующий противогаз марки В.

Места сбора и нейтрализации аккумуляторной серной кислоты должны иметь предупредительные надписи.

2. Требования безопасности перед началом работы.

Получить инструктаж от ответственного за нейтрализацию, о мерах безопасности и производственной санитарии при работе с аккумуляторной серной кислотой.

Подготовить и проверить исправность защитных средств, приспособлений и другого инвентаря. Следует иметь в виду, что любые разбавленные растворы серной кислоты, к которым относится и электролит, крайне • агрессивны. Вследствие этого нейтрализацию электролита необходимо проводить с максимально возможной быстротой и без перерывов.

3.Требования безопасности во время работы.

Нейтрализацию отработанного электролита проводят известковым молоком. Для приготовления одного литра известкового молока необходимо взять 100 граммов не гашенной извести (СаО). Процесс гашения извести сопровождается сильным разогревом и разбрызгиванием.

Для нейтрализации 1 литра электролита необходимо взять 7 литров известкового молока, при этом электролит порциями добавляют в известковое молоко. Окончание нейтрализации проверяют с помощью раствора индикатора (метилоранжа), цвет которого в нейтральном растворе -желтый, в кислом — красный.

Процесс нейтрализации электролита известковым молоком проходит с выделением теплоты и образованием нерастворимого в воде соединения сульфата кальция. Осветление воды после нейтрализации длится 2-3 часа. Осветленная вода сливается в ливневую канализацию. Шлам отработанного электролита и образовавшийся в процессе нейтрализации электролита и образовавшийся в процессе нейтрализации сульфат кальция, необходимо просушить, после чего сложить в место сбора отходов. По окончании работы необходимо провести уборку рабочего места, все приспособления, инструменты и материалы сложить в указанное место.

В случае проливов серной кислоты на пол ее следует немедленно нейтрализовать, посыпать известью, убрать лопатой, а затем тщательно промыть это место сильной струей воды. При попадании кислоты на одежду ее необходимо смыть обильной струей воды, нейтрализовать 2-3% раствором соды и снова промыть водой. При необходимости сдать спецодежду на санобработку и принять душ.

4. Оказание первой медицинской помощи.

Рабочим, участвующим в нейтрализации отработанного электролита, необходимо знать методы оказания первой помощи при несчастных случаях.

При ожогах кожи кислотой разрезать и осторожно удалить клочки одежды. Обработать кожу водой. Несильной струей воды попытаться удалить остатки электролита. После промывания водой наложить примочку с раствором пищевой соды.

_______________________		______________________
Должность лица, ответственного за охрану окружающей среды		ФИО

Скачать инструкцию бесплатно в формате pdf

Уголок вопросов: Аккумуляторная кислота — The Hindu

Почему в батареях используется только серная кислота? Почему не соляная кислота или азотная кислота?

ПРИЯНУЙ

Хокраджар, Ассам

Электрохимические реакции составляют основу преобразования химической энергии в электрическую в батареях. Электрохимическая реакция — это окислительно-восстановительная реакция, в которой участвующие электроны хитроумно направляются через внешнюю цепь, где они выполняют полезную работу.

Во время разряда батареи электроны, высвобождаемые на отрицательном электроде (катоде), проходят через внешнюю цепь и достигают положительного электрода (анода). Нейтральность заряда внутри батареи устанавливается движением ионов в электролите.

Таким образом, электролит должен быть хорошим проводником ионов. Электролит в батарее может участвовать или не участвовать в реакциях, происходящих на электродах, но должен поддерживать реакции. Например, электролит не участвует в клеточных реакциях в никель-кадмиевых и литий-ионных батареях.

В случае сухих элементов из цинка и диоксида марганца можно использовать различные нейтральные / щелочные электролиты, такие как хлорид аммония, хлорид цинка и гидроксид калия.

В зависимости от используемых химикатов, цинково-марганцевый элемент с электролитом гидроксида калия может быть выполнен в виде первичного или вторичного элемента.

При работе свинцово-кислотной аккумуляторной батареи (обычно используемой для запуска-зажигания-зажигания в автомобилях) происходит образование сульфата свинца за счет окисления свинца на аноде и восстановления диоксида свинца на катоде.

Поскольку продуктом разряда батареи является сульфат свинца на обоих электродах, общую реакцию в элементе иногда называют реакцией двойного сульфата.

В образовании продуктов сульфата свинца участвует серная кислота, которая является электролитом, используемым в этих батареях. Во время зарядки аккумулятора сульфат свинца снова превращается в свинец и диоксид свинца, выделяя серную кислоту в электролит.

Поскольку серная кислота расходуется во время процесса разряда и высвобождается во время процесса заряда, удельный вес электролита изменяется во время использования и зарядки аккумулятора.

Следовательно, удельный вес электролита используется как индикатор степени заряда свинцово-кислотных аккумуляторов. Поскольку основные реакции в батарее включают поглощение и высвобождение молекул серной кислоты, в этих батареях используется электролит серной кислоты.

Однако можно использовать другие электролиты с парой свинец-диоксид свинца. Они включают хлорную кислоту, фторборную кислоту, кремнефтористоводородную кислоту и т. Д. Но проблемы с их использованием ограничивают их применимость в качестве электролитов.Например, хлорная кислота потенциально взрывоопасна при контакте с органическими веществами.

Т. ШРИ ДЭВИ КУМАРИ

CSIR-старший научный сотрудник

Отдел функциональных материалов

ЦНИИ-Центральный научно-исследовательский электрохимический институт

Караикуди, Тамил Наду

(копия исправлена ​​из-за фактической ошибки)

В этом месяце вы исчерпали лимит бесплатных статей.

Преимущества подписки

включают

Сегодняшняя газета

Найдите удобные для мобильных устройств версии статей из ежедневной газеты в одном удобном для чтения списке.

Безлимитный доступ

Наслаждайтесь чтением любого количества статей без каких-либо ограничений.

Персональные рекомендации

Избранный список статей, соответствующих вашим интересам и вкусам.

Более быстрые страницы

Плавно перемещайтесь между статьями, поскольку наши страницы загружаются мгновенно.

Панель приборов

Универсальный магазин для просмотра последних обновлений и управления вашими предпочтениями.

Брифинг

Мы информируем вас о последних и наиболее важных событиях три раза в день.

Поддержите качественную журналистику.

* Наши планы цифровой подписки в настоящее время не включают электронную бумагу, кроссворды и распечатку.

Разница между соляной и серной кислотами

Серная и соляная / соляная кислоты — две сильные минеральные кислоты, которые широко используются в химических лабораториях.По массе серная кислота — самый крупный продукт химической промышленности США. Годовое производство соляной кислоты далеко не так велико, но она также является ключевым промышленным химическим веществом.

Состав

Соляная кислота и серная кислота — очень разные химические соединения. Соляная кислота имеет формулу HCl, а серная кислота имеет формулу h3SO4. Это означает, что молекулы серной кислоты имеют два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода, а молекулы соляной кислоты имеют один атом водорода и один атом хлора.Чистая серная кислота (то есть без воды) при нагревании выделяет пары, потому что часть h3SO4 разлагается с образованием воды и триоксида серы.

Характеристики

При комнатной температуре в отсутствие воды чистая серная кислота представляет собой маслянистую жидкость, а чистый хлористый водород — газ. Оба соединения довольно легко растворяются в воде, и обычно, покупая кислоту, вы покупаете водный раствор химического вещества. Серная кислота может отдавать два иона водорода, а соляная кислота может отдавать только один.И соляная, и серная кислоты являются очень сильными кислотами и в концентрированном растворе приводят к очень низкому pH.

Реакционная способность

Серная кислота может действовать как окислитель, особенно когда она горячая и концентрированная, то есть она может забирать электроны у других частиц в реакции. Соляная кислота не является окислителем, хотя ее хлорид-ион может действовать как нуклеофил, поэтому концентрированная соляная кислота может использоваться в органической химии для замены спиртовой группы на атом хлора (обычно в присутствии хлорида цинка).Сульфат-ион, напротив, обычно не действует как нуклеофил.

Прочность

Химики часто описывают силу кислоты, используя число, называемое pKa, которое равно отрицательному логарифму константы диссоциации кислоты. Константа диссоциации кислоты является мерой силы кислоты в воде. Чем отрицательнее pKa, тем сильнее кислота. Кислота, подобная серной, которая может отдавать два иона водорода, имеет две pKas. PKa1 для серной кислоты составляет -3, а pKa2 — 1.99. Для соляной кислоты pKa, напротив, составляет -7.

Соляная кислота-HCl-кислота, многоразовая

Ноябрь 2003 г.

Соляная кислота. Ваш желудок естественным образом помогает переваривать обед. Он используется в промышленности для обработки стали, материала, который выбирают для подвесных мостов, легковых и грузовых автомобилей. Соляная кислота также используется в производстве батарей, фотовспышек и фейерверков.Его даже используют для обработки сахара и изготовления желатина. Соляная кислота, как и соединение хлора в прошлом месяце, хлорид натрия — еще одно химическое вещество «рабочей лошадки», потому что оно невероятно полезно во многих отношениях.

В отличие от хлорида натрия, с соляной кислотой нелегко обращаться, и меры безопасности ОБЯЗАТЕЛЬНЫ! Эта кислота имеет резкий раздражающий запах и является очень едким веществом, то есть повреждает большинство предметов, к которым прикасается.Вам может быть интересно, как можно хранить такую ​​реактивную жидкость, не повредив ее емкость. Металлические емкости для этой кислоты не подходят, но пластиковые емкости, например, из ПВХ (поливинилхлорида), выдерживают очень хорошо.

Это фотография операции травления стали, производимой Greer Steel Company в Дувре,
Огайо. При травлении стали раствор соляной кислоты используется для удаления ржавчины и Шкала
для подготовки стальной поверхности к нанесению защитного покрытия.Обратите внимание на ржавый
появление стальных валков на переднем плане и блестящих стальных валков, уже
«маринованный» на конвейерной ленте. Около соляной кислоты, производимой в
U.S. используется для травления стали. (Фото любезно предоставлено Greer Steel Company)

HCl представляет собой соединение хлористого водорода.Каждая молекула HCl состоит из водорода и хлора в соотношении один к одному. (См. Схему в левом верхнем углу страницы). При комнатной температуре HCl представляет собой бесцветный ядовитый газ. Растворите его в воде, и вы получите соляную кислоту. Для справки, кислоты — это вещества, выделяющие в воду ионы водорода. Чем больше ионов водорода выделяет кислота в воде, тем сильнее кислота (см. «Что такое ион?» Ниже). Если вы пришли к выводу из приведенного выше обсуждения, что HCl выделяет много ионов водорода в воду, вы правы!

Что такое ион?

Ион — это атом, который получил или потерял электроны.Электроны — это отрицательно заряженные субатомные частицы, которые уравновешивают положительно заряженные протоны в незаряженных (нейтральных) атомах.

При растворении HCl в воде образуются ионы H и Cl. Водород теряет электрон (становится ионом с зарядом +1), а хлор приобретает электрон (становится ионом с зарядом -1).

Сильные кислоты, такие как HCl, выделяют в воду гораздо больше ионов водорода, чем слабые кислоты, такие как уксус или лимонный сок.

Дополнительные вопросы:

1. Узнайте названия и химические формулы как минимум двух встречающихся в природе кислот. Что общего в химических формулах кислот?
2. Что означает pH кислоты? Как это связано с силой кислоты?
3. Основания — это соединения, которые реагируют с кислотами с образованием воды и соли:
   Кислота + Основание? Соль + вода.

Другими словами, кислоты и основания нейтрализуют друг друга. Напишите реакцию HCl с основным гидроксидом натрия (NaOH) и опишите своими словами, что происходит. (Намекать: Хлорное соединение месяца октября играет роль в этой реакции!)

Идеи научных проектов:

1. Как получается, что соляная кислота не разрушает внутреннюю оболочку желудка человека? Изучите причину, а также некоторые заболевания, связанные с «кислым желудком».»
2. Изучите методы, используемые для очистки случайных разливов кислот. Как принципы химии используются в этих операциях?

Чтобы просмотреть список предыдущих функций «Хлорное соединение месяца», щелкните здесь.

Серная кислота — обзор

3.3.15 Серная кислота

Серная кислота (H ₂ SO ₄ ) (историческое название масло купороса ) представляет собой неорганическое химическое вещество, которое является очень коррозионной сильной минеральной кислотой, которая представляет собой вязкую жидкость от бесцветного до слегка желтоватого цвета с резким эфирным вкусом, растворимую в воде при любых концентрациях.Иногда кислота может продаваться в виде темно-коричневой жидкости (краситель добавляется во время производства), чтобы предупредить покупателей об опасностях обращения с этой кислотой.

Серная кислота производится в больших количествах в мировом масштабе, причем производство химического вещества часто связано со стадией развития страны из-за большого количества процессов преобразования, в которых она используется. Серная кислота (H ₂ SO ₄ ) является основным сырьем, используемым в широком спектре промышленных процессов и производственных операций.Большая часть производимой серной кислоты используется в производстве фосфорных удобрений, и другие применения включают выщелачивание меди, производство неорганических пигментов, нефтепереработку, производство бумаги и промышленное производство органических химикатов.

Серная кислота производится из элементарной серы в трехстадийном процессе:

S + O2 → SO2

2SO2 + O2 → 2SO3

SO3 + h3O → h3SO4

Поскольку реакция серы с сухим воздухом является экзотермической, диоксид серы необходимо охладить, чтобы удалить избыточное тепло и избежать обращения реакции вспять.

Сжигание элементарной серы является основным источником диоксида серы, используемого для производства серной кислоты. Сжигание сероводорода из отходящих газов, термическое разложение отработанной серной кислоты или других серосодержащих материалов и обжиг пирита также используются в качестве источников диоксида серы. Серная кислота может производиться в промышленных масштабах либо по процессу с свинцовой камерой , либо по контактному процессу с современным подходом к контактному процессу.

В контактном процессе технологические установки обычно характеризуются в зависимости от загружаемого в них сырья: (1) сжигание элементарной серы, (2) сжигание отработанной серной кислоты и сероводорода и (3) сжигание сульфида металла. сжигание руд и плавильных газов. Более конкретно, контактный процесс включает три основных операции, каждая из которых соответствует отдельной химической реакции. Сначала сера в исходном сырье окисляется (сжигается) до диоксида серы:

S + O2 → SO2

Полученный диоксид серы подается в технологический блок (часто называемый конвертером ), где он подвергается каталитическому окислению. в триоксид серы:

2SO + 2O2 → 2SO3

Наконец, триоксид серы абсорбируется в растворе сильной серной кислоты (98%):

SO3 + h3O → h3SO4

В процессе Фраша элементарная сера плавится, фильтруют для удаления золы и распыляют под давлением в камеру сгорания, где сера сжигается в чистом воздухе, высушенном путем промывки серной кислотой 93–99% (об. / об.).Газы из камеры сгорания охлаждаются, проходя через котел-утилизатор, а затем поступают в нейтрализатор катализатора (пентоксид ванадия, V ₂ O ₅ ). Обычно 95% -98% (об. / Об.) Диоксида серы из камеры сгорания превращается в триоксид серы с сопутствующим большим выделением тепла. После охлаждения, опять же за счет генерации пара, газ, выходящий из конвертера, поступает в абсорбционную башню. Абсорбционная башня представляет собой насадочную колонну, в которой кислота распыляется сверху, а триоксид серы поступает снизу.Триоксид серы абсорбируется серной кислотой 98–99% (об. / Об.), Где триоксид серы соединяется с водой в кислоте и образует больше серной кислоты. Если образуется олеум (раствор несвязанного триоксида серы, растворенного в серной кислоте), триоксид серы из конвертера сначала направляют в олеумную башню, куда подается 98% (об. / Об.) Кислоты из абсорбционной системы. Затем газы из олеумной башни перекачиваются в абсорбционную колонну, где удаляется остаточный триоксид серы. В процессе однократной абсорбции используется только один абсорбер, как следует из названия, но на многих предприятиях установлен этап двойной абсорбции.

На стадии двойной абсорбции газообразный триоксид серы, образующийся на первичных ступенях конвертера, направляется в промежуточный абсорбер, где большая часть триоксида серы удаляется с образованием серной кислоты. Оставшийся непрореагировавший диоксид серы направляется на заключительные ступени конвертера для удаления большей части оставшегося диоксида серы путем окисления до триоксида серы, откуда он направляется в конечный абсорбер для удаления оставшегося триоксида серы.

Если образуется олеум (дымящая серная кислота, просто представленная как H ₂ SO ₄ · SO ₃ ) (смесь избыточного триоксида серы и серной кислоты), триоксид серы из конвертера переходит в олеум. башня, в которую подается 98% (об. / об.) кислоты из абсорберов.Затем газы из этой колонны перекачиваются в абсорбционную колонну, где удаляется триоксид серы. Могут быть получены олеум различной концентрации. Обычные включают 20% олеума (20%, об. / Об. Триоксида серы в 80%, об. / Об. Серной кислоты, без воды), 40% олеума и 60% олеума.

Диоксид серы является основным выбросом при производстве серной кислоты и обнаруживается в основном в отходящих дымовых газах. Превращение диоксида серы в триоксид серы также является неполным во время процесса, что приводит к выбросам.Двойная абсорбция считается наилучшей доступной технологией контроля (BACT), отвечающей требованиям NSPS для диоксида серы. Помимо дымовых газов, небольшие количества диоксида серы выбрасываются из складских отверстий и вентиляционных отверстий автоцистерн во время погрузки, из концентраторов серной кислоты и из протекающего технологического оборудования.

Кислотный туман может также выделяться из дымовых газов абсорбера при производстве серной кислоты. Очень стабильный кислотный туман образуется, когда триоксид серы реагирует с водяным паром ниже точки росы триоксида серы.Типичные устройства управления включают вертикальную трубку, вертикальную панель и горизонтальные туманоуловители с двумя подушками.

При производстве серной кислоты осадок образуется в установке удаления диоксида углерода, используемой для абсорбции газа-растворителя. В установке используется углеводородный растворитель, который во время процесса распадается на углеводородный шлам. Этот шлам обычно сжигается на другой части процесса. При производстве серной кислоты также образуются твердые отходы, содержащие тяжелый металл ванадий, когда катализатор конвертера регенерируют или просеивают.Эти отходы отправляются стороннему поставщику для переработки. Дополнительные твердые отходы производства серной кислоты могут содержать как ванадий, так и мышьяк, в зависимости от используемого сырья, и необходимо принять меры для их правильной утилизации на свалках.

Серная кислота: Ответы по охране труда

Вдыхание: Примите меры для обеспечения собственной безопасности перед попыткой спасения (например, наденьте соответствующее защитное снаряжение). Переместите пострадавшего на свежий воздух. Сохраняйте покой в ​​удобном для дыхания положении.Если дыхание затруднено, обученный персонал должен дать кислород в экстренной ситуации. НЕ позволяйте жертве без необходимости перемещаться. Симптомы отека легких могут проявиться позже. Немедленно позвоните в токсикологический центр или к врачу. Срочно требуется лечение. Транспорт в больницу.

Контакт с кожей: Избегать прямого контакта. При необходимости надеть химзащитную одежду. Быстро снимите зараженную одежду, обувь и изделия из кожи (например, ремешки для часов, ремни). Быстро и аккуратно промокните или удалите излишки химикатов.Немедленно промойте слегка теплой проточной водой в течение не менее 30 минут. НЕ ПРЕРЫВАТЬ ПРОМЫВКУ. Если это можно сделать безопасно, продолжайте промывание во время транспортировки в больницу. Немедленно позвоните в токсикологический центр или к врачу. Срочно требуется лечение. Транспорт в больницу. Сделайте двойной пакет, запечатайте, заклейте этикетку и оставьте загрязненную одежду, обувь и изделия из кожи на месте для безопасной утилизации.

Контакт с глазами: Избегайте прямого контакта. При необходимости используйте перчатки химической защиты.Быстро и аккуратно промокните или смахните химические вещества с лица. Немедленно промойте загрязненный глаз (а) теплой, слегка проточной водой в течение не менее 30 минут, удерживая веки открытыми. При наличии контактных линз НЕ откладывайте промывку и не пытайтесь снять линзу. Можно использовать нейтральный физиологический раствор, как только он станет доступен. НЕ ПРЕРЫВАТЬ ПРОМЫВКУ. При необходимости продолжайте промывание во время транспортировки в больницу. Следите за тем, чтобы не смывать загрязненную воду здоровым глазом или лицом.Немедленно позвоните в токсикологический центр или к врачу. Срочно требуется лечение. Транспорт в больницу.

Проглатывание: Попросите пострадавшего прополоскать рот водой. Если рвота происходит естественным путем, попросите пострадавшего наклониться вперед, чтобы снизить риск аспирации. Попросите потерпевшего снова прополоскать рот водой. Немедленно позвоните в токсикологический центр или к врачу. Срочно требуется лечение. Транспорт в больницу.

Комментарии по оказанию первой помощи: Некоторые из рекомендуемых здесь процедур первой помощи требуют углубленного обучения навыкам оказания первой помощи.Все процедуры первой помощи следует периодически пересматривать врач, знакомый с химическим веществом и условиями его использования на рабочем месте.

14.2: Кислоты — свойства и примеры

Цели обучения

• Изучите свойства кислот.

Многие люди любят пить кофе. Чашка с утра помогает начать день. Но содержать кофеварку в чистоте может быть проблемой. Через некоторое время накапливаются известковые отложения, которые замедляют процесс пивоварения.Лучшее лекарство от этого — налить в кастрюлю уксус (разбавленную уксусную кислоту) и пропустить его через цикл заваривания. Уксус растворяет отложения и очищает кофеварку, что ускоряет процесс пивоварения до исходной скорости. Просто обязательно пропустите воду в процессе заваривания после уксуса, иначе вы получите действительно ужасный кофе.

Кислоты

Кислоты очень часто встречаются в некоторых продуктах, которые мы едим. Цитрусовые, такие как апельсины и лимоны, содержат лимонную кислоту и аскорбиновую кислоту, которая более известна как витамин С.Газированные напитки содержат фосфорную кислоту. Уксус содержит уксусную кислоту. Ваш собственный желудок использует соляную кислоту для переваривания пищи. Кислоты представляют собой отдельный класс соединений из-за свойств их водных растворов, как указано ниже:

1. Водные растворы кислот являются электролитами, что означает, что они проводят электрический ток. Некоторые кислоты являются сильными электролитами, потому что они полностью ионизируются в воде, давая большое количество ионов. Другие кислоты представляют собой слабые электролиты, которые существуют в основном в неионизированной форме при растворении в воде.
2. Кислоты имеют кислый вкус. Лимоны, уксус и кислые конфеты содержат кислоты.
3. Кислоты изменяют цвет определенных кислотно-щелочных индикаторов. Два общих индикатора — это лакмусовая бумажка и фенолфталеин. Синий лакмус становится красным в присутствии кислоты, а фенолфталеин становится бесцветным.
4. Кислоты реагируют с активными металлами с образованием газообразного водорода. Напомним, что серия активности — это список металлов в порядке убывания их реакционной способности. Металлы, которые находятся выше водорода в ряду активности, будут заменять водород кислоты в реакции однократного замещения, как показано ниже:
   \ [\ ce {Zn} \ left (s \ right) + \ ce {H_2SO_4} \ left (aq \ right) \ rightarrow \ ce {ZnSO_4} \ left (aq \ right) + \ ce {H_2} \ left (g \ right) \ label {eq1} \]
5. Кислоты реагируют с основаниями с образованием соединения соли и воды.Когда равные моли кислоты и основания объединяются, кислота нейтрализуется основанием. Продуктами этой реакции являются ионное соединение, обозначенное как соль, и вода.

Вам не составит труда назвать несколько распространенных кислот (но вы можете обнаружить, что перечисление оснований немного сложнее). Ниже приведен частичный список некоторых распространенных кислот, а также некоторые химические формулы:

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Общие кислоты и их применение

Имя химика	Общее название	Использует
соляная кислота, HCl	соляная кислота (используется в бассейнах), а желудочная кислота — HCl	Используется при очистке (рафинировании) металлов, при обслуживании бассейнов и для уборки в домашних условиях.
серная кислота, H 2 SO 4		Используется в автомобильных аккумуляторах и при производстве удобрений.
азотная кислота, HNO 3		Используется при производстве удобрений, взрывчатых веществ и при добыче золота.
уксусная кислота, HC 2 H 3 O 2	уксус	Основной ингредиент в уксусе.
угольная кислота, H 2 CO 3	отвечает за «шипение» в газированных напитках	В качестве ингредиента газированных напитков.
лимонная кислота, C 6 H 8 O 7		Используется в продуктах питания и диетических добавках. Также добавляется в качестве подкислителя в кремы, гели, жидкости и лосьоны.
ацетилсалициловая кислота, C 6 H 4 (OCOCH 3 ) CO 2 H	аспирин	Активный ингредиент аспирина.

Что именно делает кислоту кислотой и что заставляет основание действовать как основание? Взгляните на формулы, приведенные в таблице выше, и сделайте предположение.

соляная кислота

Соляная кислота — это сильная коррозионная минеральная кислота, которая используется во многих промышленных целях.{-} (водн.)} \]

Соляная кислота поэтому может использоваться для получения хлоридных солей. Соляная кислота — сильная кислота, так как полностью диссоциирует в воде. Соляная кислота является предпочтительной кислотой при титровании для определения количества оснований.

Серная кислота

Серная кислота — сильно коррозионная сильная минеральная кислота с молекулярной формулой \ (\ ce {h3SO4} \). Серная кислота является дипротоновой кислотой и имеет широкий спектр применения, включая использование в бытовых кислотных очистителях канализации, ^[ в качестве электролита в свинцово-кислотных аккумуляторах и в различных чистящих средствах.Это также центральное вещество в химической промышленности.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Капли концентрированной серной кислоты быстро разлагают кусок хлопкового полотенца путем обезвоживания. (CC BY-SA 3.0; Токсичный ходок).

Поскольку гидратация серной кислоты является термодинамически благоприятной (и сильно экзотермической), а ее сродство к воде достаточно велико, серная кислота является отличным дегидратирующим агентом. Концентрированная серная кислота обладает очень сильным обезвоживающим свойством, удаляя воду (\ (\ ce {h3O} \)) из других соединений, включая сахар и другие углеводы, и выделяя углерод, тепло и пар.Серная кислота ведет себя как обычная кислота в реакции с большинством металлов, выделяя газообразный водород (уравнение \ ref {Eq1}).

\ [\ ce {M + h3SO4 → M (SO4) + h3} \ label {Eq1} \]

Азотная кислота

Азотная кислота (\ (\ ce {HNO3} \)) — это очень коррозионная минеральная кислота, которая также широко используется в качестве сильного окислителя. Азотная кислота обычно считается сильной кислотой при температуре окружающей среды. Азотную кислоту можно получить путем реакции диоксида азота (\ (\ ce {NO_2 (g)} \)) с водой.

\ [\ ce {3 NO2 (г) + h3O (l) → 2 HNO3 (ag) + NO (г)} \]

Азотная кислота реагирует с большинством металлов, но детали зависят от концентрации кислоты и природы металла. Разбавленная азотная кислота ведет себя как обычная кислота в реакции с большинством металлов (например, азотная кислота с магнием, марганцем или цинком выделяет газ \ (\ ce {h3} \)):

\ [\ ce {Mg + 2 HNO3 → Mg (NO3) 2 + h3} \]

\ [\ ce {Mn + 2 HNO3 → Mn (NO3) 2 + h3} \]

\ [\ ce {Zn + 2 HNO3 → Zn (NO3) 2 + h3} \]

Азотная кислота — это едкая кислота и мощный окислитель.Основная опасность, которую он представляет, — это химический ожог, так как он осуществляет кислотный гидролиз с белками (амидом) и жирами (сложным эфиром), что, следовательно, разлагает живую ткань (Рисунок \ (\ PageIndex {2} \)). Концентрированная азотная кислота окрашивает кожу человека в желтый цвет из-за реакции с кератином

. Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): ожог второй степени, вызванный азотной кислотой. (CC BY-SA 3.0; Алькаман).

Угольная кислота

Угольная кислота представляет собой химическое соединение с химической формулой \ (\ ce {h3CO3} \), а также иногда называют растворы углекислого газа в воде (газированная вода), потому что такие растворы содержат небольшие количества \ (\ ce {h3CO3 (водн.)} \).Угольная кислота, которая является слабой кислотой, образует два вида солей: карбонаты и бикарбонаты. В геологии углекислота вызывает растворение известняка с образованием бикарбоната кальция, что приводит к образованию многих особенностей известняка, таких как сталактиты и сталагмиты. Угольная кислота представляет собой полипротонную кислоту, в частности, она дипротонна, что означает, что она имеет два протона, которые могут диссоциировать от исходной молекулы.

Когда диоксид углерода растворяется в воде, он находится в химическом равновесии (обсуждается в главе 15), образуя угольную кислоту:

\ [\ ce {CO2 + h3O <=> h3CO3} \]

Реакцию можно подтолкнуть к тому, чтобы реагенты генерировали \ (\ ce {CO2 (g)} \) из раствора, что является ключом к пузырькам, наблюдаемым в газированных напитках (рисунок \ (\ PageIndex {3} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): стакан газированной воды. (CC BY-SA 3.0; Невит Дильмен).

Муравьиная кислота

Муравьиная кислота (\ (\ ce {HCO2H} \)) представляет собой простейшую карбоновую кислоту и является важным промежуточным продуктом в химическом синтезе и встречается в природе, особенно у некоторых муравьев. Слово «муравейник» происходит от латинского слова «муравей», formica, имея в виду его раннее выделение путем дистилляции муравьиных тел. Муравьиная кислота широко встречается в природе в виде конъюгированного с ней формиата основания.

Лимонная кислота

Лимонная кислота (\ (\ ce {C6H8O7} \)) — слабая органическая трикарбоновая кислота, которая в природе встречается в цитрусовых.Цитрат-ион является промежуточным звеном в цикле TCA (цикл Кребса), центральном метаболическом пути для животных, растений и бактерий. Поскольку это одна из наиболее сильных пищевых кислот, лимонная кислота чаще всего используется в качестве ароматизатора и консерванта в продуктах питания и напитках, особенно в безалкогольных напитках.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): лимоны, апельсины, лаймы и другие цитрусовые содержат высокую концентрацию лимонной кислоты (CC BY-SA 2.5; Андре Карват).

Ацетилсалициловая кислота

Ацетилсалициловая кислота (также известная как аспирин) — это лекарство, используемое для лечения боли, лихорадки и воспалений.Аспирин в виде листьев ивы использовался для улучшения здоровья уже не менее 2400 лет.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): шариковая модель молекулы аспирина. (Общественное достояние; Бен Миллс).

Аспирин — белое кристаллическое слабокислотное вещество.

Сводка

Был дан краткий обзор ключевых аспектов некоторых кислот, с которыми обычно сталкиваются студенты. Кислоты представляют собой особый класс соединений из-за свойств их водных растворов.

Материалы и авторство

Эта страница была создана на основе содержимого следующими участниками и отредактирована (тематически или всесторонне) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:

Переработка | Бесплатный полнотекстовый | Выщелачивание металлов из отработавших литий-ионных аккумуляторов

1. Введение

Литий-ионные аккумуляторы (LIB) в настоящее время широко используются в бытовой электронике, и ожидается, что их спрос в электрических и гибридных транспортных средствах и приложениях для хранения энергии, связанных с возобновляемой энергией, будет расти в ближайшем будущем [1].Несмотря на широкое использование LIB, согласно недавнему отчету Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) об утилизации [2], менее 1% лития из различных приложений было переработано во всем мире в 2011 году. LIB содержат различные металлы, и химический состав варьируется в зависимости от производителя и применения. LIB состоят из положительного и отрицательного электродов, электролита, сепаратора и корпуса батареи. Наиболее распространенными материалами положительных и отрицательных электродов в LIB для бытовой электроники являются оксид лития, кобальта (LiCoO ₂ , LCO) и графит соответственно [3].Тем не менее, существует множество других промышленных материалов для положительных электродов, которые включают оксид лития, никеля, марганца, кобальта (LiNi _0,33 Mn _0,33 Co _0,33 O ₂ , NMC), оксид лития, никеля, кобальта, алюминия (LiNi _0,8 Co _0,15 Al _0,05 O ₂ , NCA), шпинель (Li ₂ Mn ₂ O ₄ , LMO) и фосфат лития-железа (LiFePO ₄ , LFP) [4]. Как следствие, отходы отработанных аккумуляторов представляют собой богатый источник как критических (Co), так и экономически ценных (Li, Ni, Cu) материалов, концентрации которых сопоставимы с существующими рудными телами e.г., Co ~ 20% масс. ср. 0,1–0,4% (осадочные руды, Маунт Айза, Австралия) [5]; Li 2,9–3,7% масс. Ср. 0,4–4% (минералы гекторит, джадерит и пегматит, Сонора, Мексика, Джадар, Сербия и Северная Каролина, США) [6]. Выщелачивание отработанных ЛИА исследовалось в обеих минеральных кислотах, таких как серная (H ₂ ). SO ₄ ), соляная (HCl) и азотная кислоты (HNO ₃ ) [7,8,9,10]; и в органических кислотах, например лимонной (C ₆ H ₈ O ₇ ) и щавелевой кислоте (C ₂ H ₂ O ₄ ) [11,12,13,14].Кроме того, влияние различных восстановителей на выщелачивание, например, перекиси водорода (H ₂ O ₂ ) [15], тиосульфата натрия (Na ₂ S ₂ O ₃ ) [16] , бисульфит натрия (NaHSO ₃ ) [17] и некоторые углеводы, включая d-глюкозу [18] и аскорбиновую кислоту [19], которые добавляются для ускорения процесса выщелачивания ионов металлов. Разложение, то есть растворение LiCoO ₂ , по своей природе является реакцией восстановления, в отличие от реакции, например, реакции восстановления.g., растворение металлической меди и, следовательно, требует добавления восстанавливающего агента. Предыдущие исследования показывают, что эффективность выщелачивания лития и кобальта может достигать или даже превышать 99% при добавлении в раствор для выщелачивания восстановителей, таких как перекись водорода, d-глюкоза и аскорбиновая кислота [20].

Многие из вышеупомянутых исследовательских работ были сосредоточены на выщелачивании разделенных вручную катодных материалов. С точки зрения крупномасштабной утилизации LIB, ручной демонтаж батарей может быть трудоемким и неэкономичным.Кроме того, методы предварительной обработки и параметры выщелачивания в предыдущих исследовательских работах различаются, что затрудняет прямое сравнение выщелачивающих выщелачивающих агентов и условий. В этом исследовании эксперименты проводились на измельченных отработанных LIB, полученных в результате промышленного процесса, и аналогичные параметры выщелачивания использовались для всех выщелачивающих агентов. Это позволяет более просто сравнивать различные условия выщелачивания и, таким образом, проблемы, связанные с выщелачиванием отходов LiB, в частности несоответствие содержания металлов в потоке отходов, легче оценивать с точки зрения масштабирования процесса выщелачивания.

В данном исследовании представлены результаты испытаний на выщелачивание, проведенных на коммерчески измельченных и просеянных отработанных LIB. Испытания на выщелачивание проводили с использованием пяти различных кислот с добавлением восстановителя и без него (H ₂ O ₂ ). Кроме того, представлено влияние трех различных восстановителей на эффективность выщелачивания LIB в H ₂ SO ₄ .

2. Экспериментальная

2.1. Материал

В экспериментах по выщелачиванию использовались отходы LIB, коммерчески собранные из многочисленных источников.LIB были впервые промышленно измельчены без предварительного разделения материалов анода и катода. Этот предшествующий материал затем подвергали механической и магнитной обработке аналогично тому, как это было ранее запатентовано [21], чтобы получить просеянную фракцию нижнего продукта ≤1 мм. Чтобы оценить содержание металла в твердых веществах, материал был подвергнут полному выщелачиванию в царской водке, после чего литий, кобальт, медь, никель, марганец и железо были проанализированы с помощью атомно-абсорбционной спектроскопии (AAS) (Varian AA240). и алюминий анализировали с помощью спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES) (Perkin Elmer 7100 DV).В испытаниях партии сырья 1 и 2 использовались для испытаний на выщелачивание и восстановителя, соответственно. Состав основных металлов в LIB (партии 1 и 2) представлен в таблице 1. Обрывки обеих партий 1 и 2 были подвергнуты рентгеноструктурному анализу (PANalytical X’Pert Pro Powder, Almelo, Нидерланды) с Источник излучения CuKα со скоростью сканирования 2 ° / мин (ускоряющий потенциал 45 кВ, ток 40 мА). Результаты были проанализированы с помощью программного обеспечения HighScore Plus 4.1 (PANalytical) для определения вида (см. Рисунок 1).При анализе использовалась подгонка профиля для достижения наилучших результатов. Таблица 1 показывает неоднородную природу сырья, поскольку показано, что концентрации основных металлов, проанализированных в твердых образцах, варьируются в параллельных образцах одной и той же партии. (Партия 1), а также между партиями 1 и 2. Судя по рентгенограмме (рис. 1) LCO, углерод или графит (C) и NMC, вероятно, представляют собой частицы, присутствующие в материале. Другие возможные разновидности материала — это NCA-подобный Li _0,99 Ni _0.71 Co _0,15 Al _0,15 O ₂ , который имеет такую ​​же рентгенограмму, что и NMC, и оксид кобальта (Co ₃ O ₄ ) [22], наличие которого не может быть проверено из-за к перекрывающимся вершинам. Как видно из рисунка 1, рентгенограмма партии 2 аналогична, но не такой, как измеренная для партии 1, которая демонстрирует неоднородность содержания металла между разными партиями измельченных и переработанных отходов LiB.

2 M лимонная (C ₆ H ₈ O ₇ ), 1 M щавелевая (C ₂ H ₂ O ₄ ), 2 M серная (H ₂ SO ₄ ) , 4 М соляная (HCl) и 1 М азотная (HNO ₃ ) кислоты были исследованы в качестве выщелачивающих сред.Растворы органических кислот получали смешиванием C ₆ H ₈ O ₇ (99,8%, VWR Chemicals) и C ₂ H ₂ O ₄ H ₂ O (99%, Merck Millipore) в дистиллированную воду. Аналогичным образом минеральные кислоты (H ₂ SO ₄ (95–97%, Merck Millipore), HCl (32%, Merck Millipore) и HNO ₃ (65%, Merck Millipore)) были разбавлены до заданных концентраций. с использованием дистиллированной воды. Все восстановители, использованные в этом исследовании, были аналитической чистоты.Все испытания на выщелачивание проводились с дозировкой 1% (об. / Об.) H ₂ O ₂ и без нее.

2.2. Методы

Пластину для перемешивания (IKA RT10) использовали для проведения испытаний на длительное выщелачивание (24 часа). Скорость перемешивания составляла 100 об / мин, объем суспензии 150 мл, плотность суспензии 5% (мас. / Об.) И Т = 25 ° C. В серии испытаний на восстановительное выщелачивание с различными восстановителями (перекись водорода 0–5% (об. / Об.), D-глюкоза 0–16% (г / г _{, отходы} ), аскорбиновая кислота 0–12% (г / г _{) scraps} )), эксперименты проводили в закрытых колбах Эрленмейера (250 мл) на водяной бане со встряхиванием (Stuart SBS40).В каждом эксперименте скорость встряхивания составляла 150 об / мин, [H ₂ SO ₄ ] = 2 M, плотность суспензии составляла 10% (мас. / Об.), T = 70 ° C (H ₂ O ₂ ) или 80 ° C (C ₆ H ₁₂ O ₆ , C ₆ H ₈ O ₆ ), а время выщелачивания составляло 5 ч. После выщелачивания твердые частицы фильтровали, что давало остатки и фильтраты для анализа. Окислительно-восстановительный потенциал измеряли с использованием платинового электрода и электрода сравнения из хлористого серебра (Inlab ^® Redox, Mettler Toledo, GmbH, Швейцария).

Выходы при испытаниях на выщелачивание были рассчитаны на основе образцов раствора, а некоторые остатки выщелачивания также были проанализированы для проверки результатов. Самый высокий химический анализ партии 1 (таблица 1) был использован для представления химического состава сырья. Однако из-за неоднородной природы промышленных отходов LIBs это привело к долгосрочному выходу выщелачивания H ₂ SO ₄ и HCl немного выше 100%. Точно так же и в тестах на выщелачивание восстановителя выход некоторых из них превышал 100%.

4. Выводы

Минеральные кислоты, особенно 2 MH ₂ SO ₄ и 4 M HCl, оказались наиболее эффективными для выщелачивания лития из исследуемой партии промышленно измельченного LIB, с добавлением и без добавления восстановитель (H ₂ O ₂ ), при этом H ₂ O ₂ оказывает положительное влияние на извлечение металлов. Было также показано, что C ₂ H ₂ O ₄ является наиболее селективной средой для выщелачивания между Li и Ni / Co, поскольку последние двухвалентные металлы, как известно, осаждаются в виде оксалатов.

Была исследована эффективность восстановителей при выщелачивании ЛИА серной кислотой (2 M), и было показано, что это аскорбиновая кислота C ₆ H ₈ O ₆ , d-глюкоза и H ₂ O ₂ , в порядке убывания, с изученным диапазоном параметров (C ₆ H ₈ O ₆ = 0–12% г / г _{обрезков} , d-глюкоза = 0–16% г / г _отходы и H ₂ O ₂ = 0–5% (об. / об.)). Наивысшая степень извлечения металла в серную кислоту была достигнута при использовании 10% (г / г _{отходов} ) C ₆ H ₈ O ₆ в качестве восстановителя.Гетерогенная природа промышленно измельченных LIB привела к выходу металлов 100,7% по кобальту, 95,1% по Li и 105,9% по Ni максимум, на основании анализа растворов.

No related posts.