تشكيلالكليات والجامعات

تركيز وكثافة حامض الكبريتيك. اعتماد كثافة تركيز حمض الكبريتيك في بطارية السيارة

تمييع ويتركز حامض الكبريتيك - هو المواد الكيميائية الهامة بحيث لا تنتج أكثر في العالم أكثر من أي مادة أخرى. الثروة الاقتصادية للبلد يمكن تقييمها من حيث إنتاج حامض الكبريتيك فيها.

عملية التفكك

يستخدم حامض الكبريتيك في شكل محاليل مائية من تركيزات مختلفة. انها تخضع رد فعل التفكك على مرحلتين، وتنتج أيونات + H هي في الحل.

H 2 SO 4 = H + + HSO 4 -.

HSO 4 - = H + + SO 4 -2.

حامض الكبريتيك هو قوي، والمرحلة الأولى من التفكك يحدث بسرعة كبيرة بحيث أن جميع من الجزيء الأصلي كسر في H + -ions وHSO 4 -1 -ions (كبريتات الهيدروجين) في الحل. آخر تتفكك جزئيا أبعد من ذلك، والإفراج H + الأيونات الأخرى، وترك سلفات أيون (SO 4 -2) في الحل. ومع ذلك، hydrogensulfate، لكونها حمض ضعيف، لا يزال سائدا في حل من H + وSO 4 -2. التفكك الكامل هو يحدث فقط عندما يكون كثافة محلول حمض الكبريتيك قريبة من كثافة الماء، ص. F تحت التخفيف عالية.

خصائص حامض الكبريتيك

هو خاص بمعنى أنه يمكن أن تكون بمثابة حمض التقليدية أو مؤكسد قوي - اعتمادا على درجة الحرارة وتركيز. A محلول مخفف من حامض الكبريتيك الباردة يتفاعل مع المعادن النشطة لإعطاء الملح (كبريتات) وتطور من غاز الهيدروجين. على سبيل المثال، فإن رد الفعل بين البارد المخففة H 2 SO 4 (على افتراض الكاملة خطوة التفكك) والزنك المعدني على النحو التالي:

الزنك + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2.

حمض الكبريتيك المركز الساخن، الذي كثافة حوالي 1.8 جم / سم يمكن أن تكون بمثابة أكسدة، والتفاعل مع المواد التي هي خاملة عموما إلى الأحماض، مثل على سبيل المثال النحاس المعدني. خلال رد فعل، يتأكسد النحاس، ويتم تقليل كتلة الحمضية، وتشكيل حل من كبريتات النحاس (II) في الماء وثاني أكسيد الغازي الكبريت (SO 2) بدلا من الهيدروجين، والتي يتوقع بتفاعل حمض مع معدن.

النحاس + 2H 2 SO 4 = كبريتات النحاس 4 + SO 2 + 2H 2 O.

كما أعرب عموما من تركيز المحاليل

في الواقع، يمكن التعبير عن تركيز أي حل بطرق مختلفة، ولكن التركيز الأكثر استخداما على نطاق واسع من حيث الوزن. ويعرض عدد من غراما من المذاب في وزن معين أو حجم من الحل أو المذيبات (عادة 1000 غ و 1000 سم 100 سم 3 و 1 دسم 3). بدلا من الجماعية في غرام من مادة يمكن أن تأخذ كمية، وأعرب في الشامات، - ثم حصل على التركيز المولي من 1000 غ أو 1 دسم 3 الحل.

إذا تحديد تركيز المولي فيما يتعلق بعدم كمية من الحل، ولكن فقط للمذيب، ويسمى في المولالية من الحل. يتميز استقلال درجة الحرارة.

كثيرا ما أشار تركيز الوزن في غرام لكل 100 غرام من المذيبات. بضرب هذا الرقم بنسبة 100٪، يتم إعداده على المئة الوزن (في التركيز). وهذا هو، هو في معظم الأحيان استخدام هذا الأسلوب كما هو مطبق في حل حامض الكبريتيك.

كل قيمة تركيز المحلول، تحدد عند درجة حرارة معينة، فإنه يتوافق مع كثافة محددة للغاية (على سبيل المثال، وكثافة محلول حمض الكبريتيك). لذلك، وأحيانا يتميز الحل. على سبيل المثال، H 2 SO 4 حل، وتركيز نسبة تتميز 95.72٪، كثافة 1.835 جم / سم 3 في تي = 20 درجة مئوية. كيفية تحديد تركيز مثل هذا الحل، إذا ما أعطيت كثافة حامض الكبريتيك فقط؟ الجدول إعطاء مثل هذه المراسلات هو لاعبا اساسيا في أي كتاب عن الكيمياء العامة أو التحليلي.

مثال تركيز إعادة الحساب

ترك من وسيلة التعبير لتركيز حل آخر. لنفترض أن لدينا H 2 SO 4 الحل في الماء مع تركيز 60٪ من الفائدة. علينا أولا تحديد كثافة حامض الكبريتيك المقابلة. الجدول التي تحتوي على نسبة (العمود الأول) وكثافة المقابلة من محلول مائي من H 2 SO 4 (العمود الرابع)، هو مبين أدناه.

أنه يحدد القيمة المطلوبة والتي تساوي 1.4987 جم / سم 3. نحسب الآن المولية من الحل. لهذا فمن الضروري تحديد كتلة H 2 SO 4 في 1 لتر من الحل وعدد المقابلة مولات الحمض.

الحجم، التي تحتل 100 غرام من محلول المخزون:

100 / 1.4987 = 66.7 مل.

منذ ذلك الحين في 66.7 مل من محلول 60٪ الواردة 60 غرام من حامض في 1 لتر من أنه سوف تحتوي على:

(60 / 66.7) × 1000 = 899، 55 غرام.

حامض الكبريتيك الوزن المولي يساوي 98. وبالتالي، فإن عدد مولات الواردة في 899.55 غرام من غرام، فسوف يكون:

899.55 / 98 = 9.18 الخلد.

يظهر الاعتماد على كثافة تركيز حمض الكبريتيك في الشكل. أدناه.

استخدام حمض الكبريتيك

يتم استخدامه في الصناعات المختلفة. في إنتاج الحديد والصلب يستخدم لتنظيف سطح المعدن قبل أن يتم تغطيتها بمادة أخرى تشارك في خلق الأصباغ الاصطناعية وكذلك أنواع أخرى من الأحماض مثل الهيدروكلوريك والنيتريك. كما أنها تستخدم في صناعة المنتجات الصيدلانية والأسمدة والمتفجرات، ولا يزال كاشف هاما في إزالة الشوائب من النفط الخام في صناعة التكرير.

هذه المادة الكيميائية هي مفيدة للغاية في الحياة اليومية، ومتاح بسهولة كحل حامض الكبريتيك المستخدمة في بطاريات الرصاص الحمضية (مثل، تلك التي هي في السيارات). هذا حمض عموما لديها تركيز من حوالي 30٪ إلى 35٪ H 2 SO 4 من حيث الوزن، والتوازن - الماء.

بالنسبة للعديد من التطبيقات الاستهلاكية 30٪ H 2 SO 4 سوف تكون أكثر من كافية لتلبية احتياجاتهم. ومع ذلك، في هذه الصناعة، وأنه يحتاج إلى تركيز أعلى بكثير من حمض الكبريتيك. عادة، أثناء تصنيع يتم الحصول عليها لأول مرة المخففة والملوثة الادراج العضوية بما فيه الكفاية. يتم الحصول على حمض تتركز في مرحلتين: الأولى، تم تعديله إلى 70٪، وبعد ذلك - في الخطوة الثانية - يتم رفع إلى 96-98٪، وهو الحد المعلمة لإنتاج قابلة للحياة اقتصاديا.

كثافة حامض الكبريتيك وأنواعها

وعلى الرغم من حمض الكبريتيك ما يقرب من 99٪ يمكن ان يكون لفترة وجيزة في الجزر، ولكن الخسارة اللاحقة من SO 3 عند نقطة الغليان يقلل من تركيز على 98.3٪. بشكل عام، والأنواع مع المؤشر 98٪ أكثر استقرارا في التخزين.

تختلف الأحماض الصف التجارية في تركيز اهتمامها، والذي يتم تحديده تلك القيم التي لانخفاض درجة حرارة التبلور. ويتم ذلك للحد من الخسائر في بلورات حمض الكبريتيك يعجل أثناء النقل والتخزين. الأصناف الرئيسية هي:

  • البرج (النيتروز) - 75٪. كثافة حامض الكبريتيك من الطبقة تساوي 1670 كجم / م 3. يحصل على ما يسمى. طريقة النيتروز فيها النتروز الناتجة معاملة (وهذا هو أيضا H 2 SO 4، ولكن مع أكاسيد النيتروجين المذاب) في الانتخابات التمهيدية اطلاق النار من ثاني أكسيد تحتوي على الغاز الخام المكلس الكبريت SO 2 في أبراج اصطف (ومن هنا جاء اسم أصناف). ونتيجة لذلك خصصت حامض وأكاسيد النيتروجين التي لا تستهلك في هذه العملية، وعاد إلى دورة الإنتاج.
  • الاتصال - 92،5-98،0٪. كثافة حامض الكبريتيك من 98٪ من الدرجة تساوي 1836.5 كجم / م 3. حصلت أيضا من الغازات المحمصة التي تحتوي على SO حيث تشمل عملية الأكسدة ثاني أكسيد أنهيدريد إلى SO 3 مع اتصاله (ومن هنا جاء اسم الصف) مع طبقات متعددة من حافزا الفاناديوم الصلب.
  • أولم - 104.5٪. كثافته تساوي 1896.8 كجم / م 3. هذا الحل من SO 3 في H 2 SO حيث يحتوي على العنصر الأول 20٪، وحمض - هو 104.5٪.
  • أوليوم عالية الجودة - 114.6٪. كثافته - 2002 كجم / م 3.
  • البطارية - 92-94٪.

كيف يمكن للبطارية السيارة

ويستند تشغيل هذه واحدة من الأجهزة الكهربائية الأكثر شعبية كليا على العمليات الكهروكيميائية التي تحدث في وجود حمض الكبريتيك مائي.

بطارية السيارات يحتوي على تمييع المنحل بالكهرباء حمض الكبريتيك، والأقطاب الإيجابية والسلبية في شكل عدة لوحات. لوحات مصنوعة إيجابية من مادة البني المحمر - من ثاني أكسيد الرصاص (منع الرشوة 2)، والسلبية - من رمادي الرصاص "إسفنجة" (رصاص).

منذ مصنوعة الأقطاب من الرصاص أو مواد المحتوي على الرصاص، وهذا النوع من البطاريات وغالبا ما تسمى بطارية الرصاص الحمضية. يتحدد لها قابلية التشغيل، ر. E. الناتج الجهد مباشرة من قبل ما هو في هذا الوقت كثافة حامض الكبريتيك (كغ / M3 أو جم / سم 3)، وشغل في البطارية كما بالكهرباء.

ما يحدث مع بالكهرباء عندما تصريف البطارية،

بالكهرباء بطارية الرصاص الحمضية هو الحل القابلة لإعادة الشحن من حمض الكبريتيك في الماء المقطر النقي كيميائيا مع تركيز الاهتمام من 30٪ في كامل تهمة. حمض صافي لديها كثافة من 1.835 جم / سم بالكهرباء - حوالي 1.300 جم / سم 3. عندما كانت البطارية فارغة، وردود الفعل الكهروكيميائية تحدث مما أدى إلى حمض الكبريتيك انسحبت من بالكهرباء. تركيز المحلول يعتمد النسبي تقريبا لكثافة، لذلك ينبغي أن ينخفض بسبب انخفاض تركيز بالكهرباء.

طالما يتدفق التصريف الحالية من خلال يستخدم حامض البطارية على نطاق واسع قرب الأقطاب والإلكتروليت يصبح أكثر مخفف. نشر الحمضية من إجمالي حجم بالكهرباء ولوحات القطب يدعم كثافة ثابتة تقريبا من التفاعلات الكيميائية، وبالتالي انتاج التيار الكهربائي.

في بداية عملية تصريف نشر المنحل بالكهرباء حمض في لوحة يحدث بسرعة لأن كبريتات الناتج مع المسام بعد سجل في المادة الفعالة من الأقطاب الكهربائية. عندما تبدأ كبريتات لتشكيل وملء المسام من الأقطاب الكهربائية، ونشر يأخذ مكان أكثر ببطء.

نظريا من الممكن أن تواصل الاضطلاع طالما لن يتم استخدام كافة حامض، وستتألف بالكهرباء من المياه النقية. ومع ذلك، تظهر التجربة التي لا ينبغي أن تستمر في المستوى بعد انخفضت كثافة بالكهرباء إلى 1.150 جم / سم 3.

وعندما تنخفض كثافة من 1300 إلى 1150، وهو ما يعني أن الكثير من كبريتات تشكلت خلال رد فعل، وأنه يملأ كل مسام في المواد النشطة على لوحات، أي. E. من الحل محددا بالفعل ما يقرب من جميع حامض الكبريتيك. وكثافة يعتمد على تركيز نسبيا، وبالمثل، فإن كثافة شحن البطارية تتوقف. التين. يظهر تحت اعتماد كثافة البطارية بالكهرباء.

تغيير كثافة بالكهرباء، وأفضل وسيلة لتحديد حالة تفريغ البطارية، بشرط أن يتم استخدامه بشكل صحيح.

درجات تفريغ بطارية السيارة اعتمادا على كثافة بالكهرباء

وينبغي قياس كثافته كل أسبوعين ويجب دائما أن تبقى قراءة الرقم القياسي لاستخدامها في المستقبل.

بالكهرباء أكثر كثافة، وأكثر حمض أنه يحتوي على وأكثر يتم شحن البطارية. كثافة 1،300-1،280 غ / سم 3 يشير إلى الشحن الكامل. عادة، في أعقاب درجة تفريغ البطارية تختلف تبعا لكثافة بالكهرباء:

  • 1،300-1،280 - مشحونة بالكامل:
  • 1،280-1،200 - أكثر من نصف فارغة.
  • 1،200-1،150 - اتهم أقل من نصف.
  • 1150 - فارغة تقريبا.

في بطارية مشحونة بالكامل قبل توصيل امدادات التيار الكهربائي في السيارات من كل خلية هو 2،5-2،7 V. حالما يتم توصيل حمولة، والجهد قطرات بسرعة إلى حوالي 2.1 V لمدة ثلاث أو أربع دقائق. ويرجع ذلك إلى تشكيل طبقة رقيقة من كبريتات الرصاص على سطح لوحات القطب السلبية وبين طبقة الرصاص والمعادن بيروكسيد لوحات إيجابية هذا. القيمة النهائية للجهد الخلية بعد شبكة الطرق التي تربط ما يقرب من 2،15-2،18 فولت.

عندما يبدأ لتدفق الحالية من خلال البطارية خلال الساعة الأولى من العملية، هناك انخفاض الجهد إلى 2 V بسبب زيادة مقاومة الخلايا الداخلية بسبب تشكيل كميات أكبر من كبريتات التي تملأ المسام من لوحات واختيار من حمض بالكهرباء. قبل بدء تدفق قريبا من كثافة التيار المنحل بالكهرباء هو القصوى ويساوي 1.300 جم / سم 3. في البداية أنها تمييع يحدث بسرعة، ولكن بعد تعيين حالة متوازنة بين كثافة حمض بالقرب من لوحات والكهارل كبير أقطاب اختيار حجم بدعم حمض حمض دخول قطع جديدة من الجزء الأكبر من بالكهرباء. تواصل متوسط كثافة بالكهرباء لتقليل باطراد على العلاقة هو مبين في الشكل. أعلاه. بعد انخفاض وانخفاض الجهد الأولي ببطء أكثر، ومعدل الحد يعتمد على تحميل البطارية. وأظهرت عملية تستغرق وقتا جدول التفريغ في الشكل. أدناه.

السيطرة على الدولة المنحل بالكهرباء في البطارية

لتحديد مقياس ثقل السائل النوعي الكثافة المستخدمة. وهو يتألف من أنبوب زجاجي مغلق مع ملحق في نهاية الدنيا، مليئة الزئبق أو إطلاق النار عليهم، وعلى نطاق ومتدرج على الطرف العلوي. هذا على نطاق وصفت من 1100 إلى 1300 مع مختلف القيم وسيطة، كما هو مبين في الشكل. أدناه. إذا تم وضع مقياس ثقل السائل النوعي في المنحل بالكهرباء، وسوف تنزل الى عمق معين. وبالتالي فإنه سوف تحل حجم معين بالكهرباء، وعندما يتم الوصول إلى وضع التوازن، فإن وزن حجم النازحين يكون مجرد يساوي ثقل السائل النوعي الوزن. منذ كثافة بالكهرباء تساوي نسبة من وزنه لحجم ووزن مقياس ثقل السائل النوعي هو معروف، ثم كل مستوى من الانغماس في حل يتوافق مع معينة من كثافته. بعض رطوبة لها مع قيم مقياس كثافة، ولكن تميزت "اتهم"، "نصف الرقم"، "تصريف كامل" أو ما شابه ذلك.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ar.unansea.com. Theme powered by WordPress.