Главная » Вопрос-Ответ » Концентрат электролита

Концентрат электролита


Электролит для аккумуляторов: способы решения возможных проблем

Электролит в аккумуляторе является средой, в которой происходят химические реакции, позволяющие накапливать электрическую энергию и отдавать ее.

Естественно, что от качества электролита зависит бесперебойная эксплуатация аккумуляторной батареи (АКБ) и срок ее службы. Что нужно знать об электролите?

...

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Оглавление:

Итак, по каким показателям оценивать электролит и как решать проблемы связанные с ним? Рассмотрим по порядку.

Характеристики электролита для автомобильных АКБ

Электролит в автомобильных АКБ представляет собой не что иное, как раствор концентрированной серной кислоты h3SO4 в дистиллированной воде h3O.

Кислота максимальной концентрации обладает плотностью 1,84 г/см³, но для приготовления электролита чаще всего используется водный раствор 1,40 г/см³. Разбавление h3SO4 водой приводит к чрезвычайно большому выделению тепла. Для приготовления электролитов должна использоваться только специальная серная кислота для АКБ, имеющая высокую степень очистки. Требования к ней регламентируются ГОСТ 667-73. Любые примеси, даже в малых количествах, уменьшают срок службы.

Самый важный показатель – это плотность электролита в аккумуляторе. Она должна быть в диапазоне от 1,07 до 1,30 г/см³, что соответствует массовой доли серной кислоты в воде от 28 до 40%. Показатели плотности электролита во всех справочных пособиях и инструкциях всегда даются приведенными к температуре 15°С. Если температура отличается, то вносится поправка, согласно приведенной таблице.

Таблица 1. Поправки плотности в зависимости от температуры

Freelander 3 — Качество, отточенное до совершенства! Узнайте больше.

У вас инжектор и вы хотите съэкономить на топливе? Тогда вам сюда: Установка ГБО 4 поколения

Как выбрать правильный видеорегистратор? http://mylandrover.ru/parts/aks/kak-vybrat-avtomobilnyj-videoregistrator.html Разбираем подробно на что нужно обращать внимание.

Проверка электролита в АКБ

Такую операцию необходимо проводить два раза в год – перед летним и зимним сезоном.

Для проверки понадобятся:

Чтобы узнать, как проверить электролит в аккумуляторе, необходимо определиться по каким показателям он проверяется. Главными из них является плотность и уровень. Как их проверить?

Таблица 2. Определение степени заряженности АКБ

                 

В таблице приведены значения при температуре окружающего воздуха 20-25°С. При недостаточной плотности необходимо производить зарядку АКБ, при которой плотность должна повышаться.

Следующий важный показатель, который требует контроля – это уровень электролита в аккумуляторе. Он должен быть на 10-15 мм выше пластин.

Для его измерения необходимо опустить стеклянную трубочку перпендикулярно в банку АКБ до тех пор, пока нижний торец трубки не упрется в пластину. Затем заткнуть верхний торец пальцем и вытащить. Количество воды в трубочке покажет уровень. Если он недостаточный, то в банку добавляется дистиллированная вода. Именно она выкипает при кипении электролита.

Добавлять электролит не надо ни в коем случае! Таким некорректным действием можно загубить АКБ. Если трубочка отсутствует, то можно опустить в банку свернутый кусочек чистой бумаги. По уровню ее намокания можно судить об уровне электролита.

Предпусковой подогреватель двигателя — незаменимое устройство в зимний период. Узнайте какими они бывают.

С небольшими термическими прогарами на глушителе помогает справиться герметик для глушителя

Порядок оформления ДТП вы найдете здесь.

Требования к плотности электролита в различных климатических зонах

Известно, что плотность электролита в аккумуляторе зимой лучше иметь выше, так как более плотный электролит замерзает при более низкой температуре. Летом показатели плотности лучше иметь ниже, так как более низкая плотность способствует долгой жизни АКБ.

Опытные аккумуляторщики умеют поднять плотность электролита аккумулятора путем добавления корректирующего раствора 1,4 г/см³ или понизить добавлением дистиллированной воды.

Однако автолюбителям не рекомендуется это делать, так как неправильное действие быстро выведет из строя дорогостоящую АКБ. Поэтому для разных климатических зон приняты усредненные показатели плотности, с которыми можно эксплуатировать АКБ круглый год. Эти показатели сведены в таблицу.

Таблица 3. Нормы плотности электролита АКБ

         

При наступлении аномальных морозов в центральном и южном климатическом районе лучше снимать АКБ и заносить в теплое помещение, где проверить заряд и при необходимости подзарядить. Полностью разряженная АКБ с плотностью электролита 1,10 г/см³ может замерзнуть уже при -5°С. Об этом нужно знать и своевременно принимать меры.

Приготовление электролита

В большинстве случаев АКБ продаются уже залитые электролитом и полностью готовые к эксплуатации. Но иногда продаются так называемые сухозаряженные батареи, которые требуют заливки электролита. Лучше всего автолюбителям покупать готовый электролит требуемой плотности для их климатического района, но бывает, что электролит приходится готовить самому.

Что для этого потребуется?

Во время приготовления электролита соблюдают следующие правила.

По окончании обязательно контролировать плотность ареометром. При приготовлении электролита следует знать сколько электролита в аккумуляторе.

У разных аккумуляторов самой распространенной емкости у легковых автомобилей 55-60 А*ч она может варьироваться от 2.6 до 3,7 литра. Поэтому для заливки одной АКБ лучше приготовить 4 литра электролита.

Количество воды и кислоты для приготовления нужного электролита сведены в следующую таблицу.

Таблица 4. Количество дистиллированной воды, серной кислоты или ее раствора 1,40 г/см³, необходимое для приготовления 1 л электролита нужной плотности

Заливка электролита в АКБ. Подготовка к эксплуатации

Заливку электролита производят при помощи стеклянной или полиэтиленовой воронки и стеклянной кружки до уровня 10-15 мм над пластинами. После этого АКБ оставляют пропитываться на 2 часа. Плотность при этом может упасть.

Далее, аккумулятор заряжают током в 10 раз меньшим его емкости (например, для аккумулятора 60 А*ч ток заряда – 6 А) в течение 4 часов. После контроля плотности и уровня электролита АКБ готова к работе.

Решение возможных проблем

В процессе эксплуатации аккумулятора могут возникнуть проблемы, требующие оперативного решения. Наиболее типичными являются:

Технология ремонта пластиковых бамперов достаточна проста. Что нужно знать читайте в данной статье.

Чтобы получить стабильный температурный режим работы двигателя, необходимо четко понимать какой антифриз заливать.

Маркировка шин и дисков http://mylandrover.ru/parts/tyres/rasshifrovka-markirovki-shin.html способствует правильному выбору в зависимости от марки автомобиля. Узнайте больше.

На видео подробно рассказано как проверить плотность электролита в аккумуляторе

mylandrover.ru

Подробно о том, какая кислота залита в аккумуляторе вашего автомобиля и для чего она нужна

Многие автолюбители задают себе вопрос о том, какая кислота залита в аккумуляторе автомобиля. По незнанию высказываются различные неверные предположения. Кто-то говорит, что там соляная кислота. Некоторые считают, что там вода. Пора внести ясность в этот вопрос. В свинцово-кислотном аккумуляторе автомобиля залита серная кислота. Если выражаться совсем точно, то залит раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Этот раствор получил название электролит.  

Применение серной кислоты и её сорта

Вообще, в качестве электролита в некоторых видах автомобильных аккумуляторов может использоваться щёлочь. Например, никель-кадмиевый или никель-железный тип АКБ. Есть ещё группа гелевых аккумуляторов AGM и GEL, где электролит находится в связанном состоянии. Но это тот же раствор серной кислоты. Просто он либо переведён в гелеобразное состояние с помощью добавок (GEL), либо им пропитано стекловолокно (AGM). Наиболее распространёнными на сегодняшний день остаются свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы с жидким электролитом. Поэтому речь пойдёт именно о водном растворе серной кислоты, предназначенном для заливки в АКБ.

Электролит Дистиллированная вода

Серная кислота используется в самых разных отраслях народного хозяйства. К примеру, с её помощью очищается поверхность металла перед нанесением покрытия, она используется при приготовлении различных синтетических красителей. Кроме того, серная кислота востребована в сфере производства удобрений, взрывчатки, фармакологической промышленности, переработке нефти.

Серная кислота нашла широкое применение при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов для автомобилей. Концентрация кислоты в электролите составляет 30-35 процентов (вес.). Остальное дистиллированная вода. Использовать обычную водопроводную воду нельзя, поскольку в ней содержатся соли различных металлов. Их попадание в аккумулятор автомобиля значительно сократит срок его службы.

В бытовой сфере концентрации Н2SO4 в 30 процентов достаточно, но в сфере производства часто используется серная кислота более высокой концентрации. Концентрированную серную кислоту получают в две стадии. На первой стадии концентрация доводится до 70 процентов, а затем увеличивают до 98 процентов. Серная кислота такой концентрации наиболее пригодна для последующего хранения. Возможно, получение концентрации 99 процентов, но в дальнейшем из-за потери SO3 она снижается до 98,3 процента.

Существуют основные сорта серной кислоты, которые перечислены ниже:

Вернуться к содержанию  

Процессы, происходящие в АКБ с участием электролита

Работа свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора основывается на электрохимических процессах, которые протекают с участие электролита. Аккумулятор автомобиля состоит из положительных и отрицательных пластин, погруженных в водный раствор серной кислоты. Положительные и отрицательные пластины имеют токоотводящие решётки из свинца с различными добавками в зависимости от типа аккумулятора.

На решётках положительных электродов нанесён красновато-коричневый диоксид свинца (PbO2). На отрицательных электродах — сероватый порошок свинца (Pb). Электрические характеристики аккумулятора напрямую зависят от плотности электролита. Для понимания назначения электролита нужно рассмотреть основные процессы, происходящие в аккумуляторе автомобиля.

При разряде аккумулятор на положительном электроде (аноде) идёт следующая реакция:

PbO2 + SO42− + 4H+ + 2e− -> PbSO4 + 2h3O

На отрицательном электроде (катоде) протекает такой процесс:

Pb + SO42− − 2e− ->PbSO4

При заряде АКБ эти реакции протекают в обратном направлении.

Электролит в свинцово-кислотном автомобильном аккумуляторе имеет разную плотность в зависимости от степени заряженности АКБ. Как уже говорилось выше, концентрированная кислота аккумуляторного сорта имеет плотность 1,835 гр/см3. Плотность электролита на заряженном аккумуляторе лежит в диапазоне 1,127─1,300 гр/см3. При разрядке аккумулятора автомобиля в результате электрохимической реакции из электролита расходуется серная кислота и его плотность падает. Пока через батарею проходит ток разряда кислота рядом с электродами расходуется в результате вышеописанной реакции. Идёт диффузия h3SO4 из объёма к электродам. Таким образом, поддерживается напряжение на выводах аккумулятора.

В начале разрядки процесс диффузии кислоты в электроды. Это объясняется тем, что в активной массе электродов поры ещё не забиты сульфатом. По мере того, как на них образуется слой сульфата и забивает поры, процесс диффузии притормаживается. В теории процесс разряда может идти до того момента, пока электролит не превратится в воду. Но на практике разряд идёт до тех пор, пока плотность не опуститься до значения 1,15 гр/см3. К моменту падения плотности до 1,15 гр/см3 выделяется столько сульфата свинца, что его хватило для закупоривания активной массы пластин. По плотности электролита можно судить о степени заряженности АКБ. Для этого можно использовать таблицу, представленную ниже.

Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1,1111,78,40-7
1,1211,768,546-8
1,1311,828,6812,56-9
1,1411,888,8419-11
1,1511,94925-13
1,16129,1431-14
1,1712,069,337,5-16
1,1812,129,4644-18
1,1912,189,650-24
1,212,249,7456-27
1,2112,39,962,5-32
1,2212,3610,0669-37
1,2312,4210,275-42
1,2412,4810,3481-46
1,2512,5410,587,5-50
1,2612,610,6694-55
1,2712,6610,8100-60

Полностью заряженный элемент АКБ автомобиля выдаёт напряжение 2,5─2,7 вольт без нагрузки на выводах. При подключении нагрузки напряжение проседает до 2,1 вольта за несколько минут. За это время успевает сформироваться слой PbSO4 на поверхности отрицательных электродов. То есть, напряжение одного элемента на подключённой к автомобилю АКБ составляет примерно 2,15 вольта.

Если разряжать аккумулятор автомобиля небольшим током (10 процентов от номинальной ёмкости), то через час разрядки напряжение элемента снижается до 2 вольт. Это происходит из-за того, что в этом момент быстро формируется большое количество PbSO4, который забивает поры активной массы. В результате растёт внутреннее сопротивление элементов АКБ и падает концентрация электролита. Через некоторое время процесс разрядки выходит на прямую (см. график).

График разрядки аккумулятора

Эта прямая соответствует балансу плотностью электролита около электродов и в остальном объёме. Постепенно кислота поступает из объёма к электродам и вступает в реакцию с выделением сульфата свинца. Плотность электролита постепенно снижается, а напряжение падает медленнее, чем на начальной стадии. И на конечной стадии, когда активная масса блокируется образовавшимся сульфатом свинца, реакция замедляется и напряжение быстро падает. Вернуться к содержанию  

Контроль за состоянием электролита в АКБ?

От владельца автомобиля требуется периодически контролировать уровень электролита в аккумуляторе и его плотность. Для контроля уровня электролита можно использовать стеклянную трубочку. Если её под рукой нет, то можно использовать прозрачный пластиковый корпус от старой шариковой ручки. Для измерения уровня электролита отворачиваете пробки банок батареи и погружаете трубочку до пластин. Затем с верхнего конца плотно зажимаете пальцем и поднимаете. Уровень электролита в трубочке должен составлять 10─12 миллиметров.

В случае нехватки электролита долейте дистиллированной воды до необходимого уровня. Лучше покупайте дистиллированную воду в аптеке. В автомобильных магазинах под видом дистиллированной воды часто продают обычную водопроводную. Выше требуемого уровня воды также заливать не следует. В необслуживаемых автомобильных аккумуляторах (ссылка на материал) доливка дистиллированной воды не требуется. У них сниженный расход воды и они, как правило, имеют крышку с системой рециркуляции электролита.

Внимание! Не допускайте эксплуатации аккумуляторной батареи с уровнем электролита ниже верхней части пластин. Это значительно сокращает срок его службы.

Для того, чтобы измерить плотность Вам потребуется ареометр. Это приспособление представляет собой запаянную стеклянную трубку, в которой находиться ртуть или дробь. На верхнем конце ареометра имеется градуированная шкала. Диапазон измерений плотности 1,100─1,300 гр/см3. Ареометр помещён в разборную колбу с грушей.

Ареометр

Вам нужно опустить нижнюю часть в банку и набрать электролита. После этого вынимаете и смотрите, на каком значении находится уровень электролита. Сам ареометр будет плавать в электролите наподобие поплавка. На некоторых моделях ареометров шкала со значениями может быть заменена надписями «Полный заряд», «Половина», «Разряжен».

Вернуться к содержанию  

Как поднять плотность электролита?

Выше уже говорилось о том, что в результате гидролиза воды и нагрева АКБ под капотом уровень электролита постепенно уменьшается и растёт его плотность. Поэтому периодически нужно доливать дистиллированной воды. А что, если плотность электролита на заряженном аккумуляторе автомобиля, наоборот, меньше нормы (1,275 гр/см3)? Тогда нужно поднять концентрацию кислоты.

Внимание! Во время работ с кислотой одевайте резиновые перчатки и защитные очки. Если вы будете самостоятельно разводить электролит из концентрированной кислоты и дистиллированной воды, помните, что нельзя наливать воду в кислоту. В этом случае начинается реакция гидратации с выделением большого количества тепла. В результате вода закипает и провоцирует брызги кислоты, что очень опасно. Поэтому при разбавлении нужно лить кислоту в воду.

При поднятии плотности электролита может быть два варианта. Если средняя плотность по всем банкам не ниже 1,2 гр/см3, то нужно поднять плотность постепенным разбавлением.

Для каждой из банок нужно проделать следующие действия:

Если плотность электролита ниже 1,2 гр/см3, то здесь уже нужно его менять полностью. То есть, сливать старый и заливать новый, требуемой плотности. Но, если электролит имеет такую низкую плотность в заряженном состоянии, то возникают сомнения в целесообразности его дальнейшего использования. В этом случае электролит имеет смысл менять только если АКБ относительно новая (до года). Иногда встречаются аккумуляторы автомобиля с такой плотностью электролита прямо из магазина. Если это уже отработавшая несколько лет батарея, то лучше купить новую. При утилизации аккумуляторов отработавший электролит также идет на переработку. Вернуться к содержанию  

Что мы узнали?

Из этой статьи читатели должны были узнать о том, какая кислота залита в аккумулятор автомобиля, какую плотность она должна иметь. Отдельно были рассмотрены химические реакции, проходящие в автомобильном аккумуляторе с участием электролита. Также были даны рекомендации по поддержанию уровня и плотности электролита и приспособлениях, которые для этого требуются. Советуем также прочитать статью «Кипит аккумулятор на машине: причины и устранение». Если у вас остались вопросы или есть пожелания, пишите их в комментариях.

Примите участие в опросе!

 Загрузка ...

Оцените статью!

(голосов: 8, в среднем: 4,50 из 5) Загрузка...

akbinfo.ru

Концентрация и плотность серной кислоты. Зависимость плотности серной кислоты от концентрации в аккумуляторе автомобиля

Разбавленная и концентрированная серная кислота - это настолько важные химические продукты, что в мире их вырабатывается больше, чем любых других веществ. Экономическое богатство страны может быть оценено по объему производимой в ней серной кислоты.

Процесс диссоциации

Серная кислота находит применение в виде водных растворов различной концентрации. Она подвергается реакции диссоциации в два этапа, производя H+-ионы в растворе.

h3SO4 = H+ + HSO4- ;

HSO4- = H + + SO4-2 .

Серная кислота является сильной, и первый этап ее диссоциации происходит настолько интенсивно, что практически все исходные молекулы распадаются на H+-ионы и HSO4 -1 -ионы (гидросульфата) в растворе. Последние частично распадаются дальше, выделяя другой H+-ион и оставляя сульфат-ион (SO4-2 ) в растворе. Однако гидросульфат, будучи слабой кислотой, все же превалирует в растворе над H+ и SO4-2 . Полная диссоциация его происходит только, когда плотность раствора серной кислоты приближается к плотности воды, т. е при сильном разбавлении.

Свойства серной кислоты

Она является особенной в том смысле, что может действовать как обычная кислота или как сильный окислитель - в зависимости от ее температуры и концентрации. Холодный разбавленный раствор серной кислоты реагирует с активными металлами с получением соли (сульфата) и выделением газа водорода. Например, реакция между холодной разбавленной Н2SO4 (в предположении ее полной двухэтапной диссоциации) и металлическим цинком выглядит так:

Zn + Н2SO4 = ZnSO4 + h3.

Горячая серная кислота концентрированная, плотность которой около 1,8 г/см3, может действовать в качестве окислителя, реагируя с материалами, которые обычно инертны к кислотам, такими, например, как металлическая медь. В процессе реакции медь окисляется, а масса кислоты уменьшается, образуется раствор сульфата меди (II) в воде и газообразная двуокись серы (SO2) вместо водорода, чего можно было бы ожидать при взаимодействии кислоты с металлом.

Cu + 2Н2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2h3 O.

Как вообще выражается концентрация растворов

Собственно, концентрация любого раствора может быть выражена различными способами, но наиболее широко используется весовая концентрация. Она показывает количество граммов растворенного вещества в определенной массе или объеме раствора или растворителя (обычно 1000 г, 1000 см3, 100 см3 и 1 дм3). Вместо массы вещества в граммах можно брать его количество, выраженное в молях, – тогда получается молярная концентрация на 1000 г или 1 дм3 раствора.

Если молярная концентрация определена по отношению не к количеству раствора, а только к растворителю, то она носит название моляльности раствора. Для нее характерна независимость от температуры.

Зачастую весовую концентрацию указывают в граммах на 100 г растворителя. Умножая этот показатель на 100 %, получают ее в весовых процентах (процентная концентрация). Именно этот способ является наиболее часто употребляемым в применении к растворам серной кислоты.

Каждой величине концентрации раствора, определенной при данной температуре, соответствует вполне конкретная его плотность (например, плотность раствора серной кислоты). Поэтому иногда раствор характеризуют именно ею. Например, раствор Н2SO4, характеризующийся процентной концентрацией 95,72 %, имеет плотность 1,835 г/см3 при t = 20 °С. Как же определить концентрацию такого раствора, если дана только плотность серной кислоты? Таблица, дающая такое соответствие, является неотъемлемой принадлежностью любого учебника по общей или аналитической химии.

Пример пересчета концентрации

Попробуем перейти от одного способа выражения концентрации раствора к другому. Предположим, что мы имеем раствор Н2SO4 в воде с процентной концентрацией 60 %. Сначала определим соответствующую плотность серной кислоты. Таблица, содержащая процентные концентрации (первый столбец) и соответствующие им плотности водного раствора Н2SO4 (четвертый столбец), приведена ниже.

По ней определяем искомую величину, которая равна 1,4987 г/см3. Вычислим теперь молярность данного раствора. Для этого необходимо определить массу Н2SO4 в 1 л раствора и соответствующее ей число молей кислоты.

Объем, который занимают 100 г исходного раствора:

100 / 1,4987 = 66,7 мл.

Так как в 66,7 миллилитрах 60%-ного раствора содержится 60 г кислоты, то в 1 л ее будет содержаться:

(60 / 66,7) х 1000 = 899, 55 г.

Молярный вес серной кислоты равен 98. Отсюда число молей, содержащихся в 899,55 г ее граммах, будет равно:

899,55 / 98 = 9,18 моль.

Зависимость плотности серной кислоты от концентрации приведена на рис. ниже.

Использование серной кислоты

Она применяется в различных отраслях промышленности. В производстве чугуна и стали она используется для очистки поверхности металла, прежде чем он покрывается другим веществом, участвует в создании синтетических красителей, а также других типов кислот, таких как соляная и азотная. Она также применяется в производстве фармпрепаратов, удобрений и взрывчатых веществ, а еще является важным реагентом при удалении примесей из нефти в нефтеперерабатывающей промышленности.

Это химическое вещество является невероятно полезным и в быту, и легко доступно как раствор серной кислоты, используемый в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях (например, тех, что стоят в автомобилях). Такая кислота, как правило, имеет концентрацию примерно от 30% до 35% h3SO 4 по весу, остальное - вода.

Для многих бытовых приложений 30% Н2SO4 будет более чем достаточно, чтобы удовлетворить свои потребности. Однако в промышленности требуется и значительно более высокая концентрация серной кислоты. Обычно в процессе производства она сначала получается достаточно разбавленной и загрязненной органическими включениями. Концентрированную кислоту получают в два этапа: сначала ее доводят до 70 %, а затем - на втором этапе - поднимают до 96-98 %, что является предельным показателем для экономически рентабельного производства.

Плотность серной кислоты и ее сорта

Хотя почти 99%-ную серную кислоту можно получить кратковременно при кипении, но последующая потеря SO3 в точке кипения приводит к снижению концентрации до 98,3%. Вообще, разновидность с показателем 98% более устойчива в хранении.

Товарные сорта кислоты различаются по ее процентной концентрации, причем для них выбраны те ее значения, при которых минимальны температуры кристаллизации. Это сделано для уменьшения выпадения кристаллов серной кислоты в осадок при транспортировке и хранении. Основные сорта таковы:

Как устроен автомобильный аккумулятор

Работа этого одного из самых массовых электротехнических устройств полностью основана на электрохимических процессах, происходящих в присутствии водного раствора серной кислоты.

Автомобильный аккумулятор содержит разбавленный серно-кислотный электролит, а также положительный и отрицательный электроды в виде нескольких пластин. Положительные пластины выполнены из красновато-коричневого материала - диоксида свинца (PbO2), а отрицательные - из сероватого «губчатого» свинца (Pb).

Поскольку электроды изготовлены из свинца или свинцовосодержащего материала, то этот тип батареи часто называют свинцово-кислотным аккумулятором. Работоспособность его, т. е. величина выходного напряжения, напрямую определяется тем, какова в данный момент времени плотность серной кислоты (кг/м3 или г/см3), залитой в аккумулятор в качестве электролита.

Что происходит с электролитом при разряде аккумулятора

Электролит свинцово-кислотного аккумулятора представляет собой раствор аккумуляторной серной кислоты в химически чистой дистиллированной воде с процентной концентрацией по 30 % при полной зарядке. Чистая кислота имеет плотность 1,835 г/см3, электролит – около 1,300 г/см3. Когда аккумулятор разряжается, в нем происходят электрохимические реакции, в результате которых из электролита отбирается серная кислота. Плотность от концентрации раствора зависит практически пропорционально, поэтому она должна уменьшаться вследствие снижения концентрации электролита.

До тех пор, пока ток разряда протекает через аккумулятор, кислота вблизи его электродов активно используется, и электролит становится все более разбавленным. Диффузия кислоты из объема всего электролита и к электродным пластинам поддерживает примерно постоянную интенсивность химических реакций и, как следствие, выходное напряжение.

В начале процесса разряда диффузия кислоты из электролита в пластины происходит быстро потому, что образующийся при этом сульфат еще не забил поры в активном материале электродов. Когда сульфат начинает формироваться и заполнять поры электродов, диффузия происходит более медленно.

Теоретически можно продолжить разряд до тех пор, пока все кислота не будет использована, и электролит будет состоять из чистой воды. Однако опыт показывает, что разряды не должны продолжаться после того, как плотность электролита упала до 1,150 г/см3.

Когда плотность падает от 1,300 до 1,150, это означает, что столько сульфата было сформировано в процессе реакций, и он заполняет все поры в активных материалах на пластинах, т. е. из раствора уже отобрана почти вся серная кислота. Плотность от концентрации зависит пропорционально, и точно так же от плотности зависит заряд аккумулятора. На рис. ниже показана зависимость заряда аккумулятора от плотности электролита.

Изменение плотности электролита является лучшим средством определения состояния разряда аккумулятора, при условии, что он используется надлежащим образом.

Степени разряда автомобильного аккумулятора в зависимости от плотности электролита

Плотность его должна измеряться каждые две недели и постоянно должна вестись запись показаний для использования в будущем.

Чем плотнее электролит, тем больше кислоты он содержит, и тем более заряжен аккумулятор. Плотность в 1,300-1,280 г/см3 указывает на полный заряд. Как правило, различаются следующие степени разряда аккумулятора в зависимости от плотности электролита:

У полностью заряженного аккумулятора перед подключением его автомобильной сети напряжение каждой ячейки составляет от 2,5 до 2,7 В. Как только подключается нагрузка, напряжение быстро падает примерно до 2,1 В в течение трех или четырех минут. Это происходит из-за формирования тонкого слоя сульфата свинца на поверхности отрицательных электродных пластин и между слоем перекиси свинца и металлом положительных пластин. Окончательное значение напряжения ячейки после подключения к автомобильной сети составляет около 2,15-2,18 вольт.

Когда ток начинает протекать через аккумулятор в течение первого часа работы, происходит падение напряжения до 2 В, объясняемое ростом внутреннего сопротивления ячеек из-за формирования большего количества сульфата, который заполняет поры пластин, и отбора кислоты из электролита. Незадолго до начала протекания тока плотность электролита максимальна и равна 1,300 г/см3. Поначалу его разрежение происходит быстро, но затем устанавливается сбалансированное состояние между плотностью кислоты вблизи пластин и в основном объеме электролита, отбор кислоты электродами поддерживается поступлением новых частей кислоты от основной части электролита. При этом средняя плотность электролита продолжает неуклонно уменьшаться по зависимости, показанной на рис. выше. После первоначального падения напряжение уменьшается более медленно, скорость его снижения зависит от нагрузки аккумулятора. Временной график процесса разряда показан на рис. ниже.

Контроль состояния электролита в аккумуляторе

Для определения плотности используется ареометр. Он состоит из небольшой запаянной стеклянной трубки с расширением на нижнем конце, заполненным дробью или ртутью, и градуированной шкалой на верхнем конце. Эта шкала помечена от 1,100 до 1,300 с различными промежуточными значениями, как показано на рис. ниже. Если этот ареометр помещается в электролит, то он будет опускаться до определенной глубины. При этом он будет вытеснять определенный объем электролита, и когда будет достигнуто равновесное положение, вес вытесненного объема просто будет равен весу ареометра. Поскольку плотность электролита равна отношению его веса к объему, а вес ареометра известен, то каждый уровень его погружения в раствор соответствует определенной его плотности. Некоторые ареометры не имеют шкалы со значениями плотности, но помечены надписями: «Заряжен», «Половинный разряд», «Полный разряд» или им подобными.

fb.ru

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе? Замена электролита. Что такое плотность аккумулятора?

Аккумуляторные батареи автомобилей созданы не только для пуска двигателя, но и для питания электрических приборов машины в тот момент, когда зажигание выключено. По невнимательности водитель с легкостью может забыть о включенных в автомобиле фарах или работающей магнитоле, громкость которой сведена к нулю. Вернувшись к машине на следующий день, можно обнаружить, что она не заводится, и причина тому севший источник питания. Завести машину при разряженном аккумуляторе можно, но через раз-два экстренные методы запуска двигателя начинают надоедать, и явно возникает необходимость вернуть в рабочее состояние аккумулятор.

В простонародье распространен такой термин как «плотность аккумулятора». По сути, он является ошибочным, поскольку никто не измеряет плотность непосредственно источника питания. Любой автомобильный любитель скажет, что под понятием «плотность аккумулятора» подразумевается плотность электролита, который залит в батарею. Именно от того какой плотности электролит находится в аккумуляторе, зависит его возможность заряжаться и сохранять накопленную энергию.

Если аккумулятор разрядился по невнимательности водителя или другим причинам, следует попробовать вернуть ему работоспособное состояние при помощи зарядного устройства. Перед тем как заряжать аккумулятор, в него доливают дистиллированную воду, которая могла испариться в процессе работы источника питания. Вода в аккумуляторе смешивается с готовым электролитом, что приводит к понижению его плотности, то есть к уменьшению процентного содержания серной кислоты в итоговом растворе. Через некоторое время плотность электролита в аккумуляторе, из-за постоянного разбавления его дистиллированной водой, снижается, и опускается ниже комфортного уровня. Эксплуатация батареи становится невозможно, и в таких ситуациях возникает необходимость в повышение плотности электролита в аккумуляторе.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе самостоятельно?

Плотность аккумулятора, а если говорить точнее, то электролита в нем, повысить можно довольно просто без обращения к специалистам сервисного центра. Первым делом необходимо провести ряд подготовительных процедур:

Чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, придется самостоятельно полностью заменить весь электролит, который уже залит в батарею, на новый раствор. Сделать это довольно просто, если выполнять все по инструкции и соблюдать необходимые меры предосторожности.

Как поменять электролит в аккумуляторе?

Большинство современных аккумуляторов выпускаются разборными, и они предусматривают возможность замены электролита самостоятельно. Неразборные аккумуляторы – большая редкость, и в них нельзя при необходимости отвинтить пробки для удаления старого электролита и заливки нового. При желании можно залить электролит и в неразборную батарею, но для этого необходимо в каждой банке с помощью сверла проделать отверстие. После замены электролита на место отверстий напаивается пластмасса, и аккумулятор вновь становится рабочим.

Сам процесс замены электролита довольно простой, и он состоит из следующих пунктов:

  1. Первым делом необходимо снять аккумулятор с автомобиля и найти подходящее место для замены электролита в нем и зарядки;
  2. Далее необходимо снять защиту с аккумулятора, если она имеется, и открутить пробки с банок;
  3. После этого берем клизму-грушу и вставляем ее конец в одну из банок аккумулятора. Пользуясь данным резиновым прибором, выкачиваем из аккумулятора старый электролит и сливаем его в заранее подготовленную емкость. Внимание: Ни в коем случае не выливайте электролит на землю, если вы выполняете работы на улице;
  4. Выкачав практически весь старый электролит из всех банок, необходимо почистить пластины аккумулятора от его остатков. Сделать это можно с помощью дистиллированной воды, которая не вызовет внутри аккумулятора нежелательные реакции. Для этого дистиллированную воду заливают в каждую банку аккумулятора, после чего его поднимают и трясут. Хорошо удерживайте аккумулятор, чтобы в процессе тряски он не выпал. После этого сливаем получившийся раствор.

Стоит отметить, что некоторые автолюбители рекомендуют для «чистоты» будущего электролита в батарее не только промыть ее дистиллированной водой, но и использовать различные растворы. К примеру, рекомендуется залить в батарею раствор воды с содой и оставить его там на 4 часа. После этого также рекомендуется заливать на час в аккумулятор раствор поваренной соли.

  1. Очистив банки аккумулятора от старого электролита, необходимо залить в него новый. Хорошо, если вы приобрели готовый электролит в магазине, тогда достаточно залить его с помощью воротки до указанных граней в каждую банку. В случае если у вас аккумуляторная кислота и дистиллированная вода, требуется предварительно сделать раствор электролита с плотностью в 1,27-1,28 грамм на сантиметр кубический;
  2. После этого закрываем банки и начинаем процесс зарядки аккумулятора;
  3. Сменив электролит в батарее, необходимо выполнять процесс заряда батареи по циклу «зарядка-разрядка» с силой тока не более 0,1 Ампер до тех пор, пока плотность аккумулятора (плотность электролита) не достигнет рабочих значений. Внимание: Зарядку можно окончить и начать использовать аккумулятор только после того как на концах клемм аккумулятора удастся замерить 14 Вольт.

Если вы решили поменять электролит в аккумуляторе самостоятельно, настоятельно рекомендуем соблюдать все меры предосторожности. Кислотная среда, которой является электролит, вредна не только при попадании на кожу, но и в дыхательные пути. Менять электролит следует исключительно в хорошо проветриваемых помещениях с предельной осторожностью.

(93 голос., средний: 4,62 из 5) Загрузка...

OkeyDrive.ru

Как самому заменить электролит в аккумуляторе автомобиля

Исправный аккумулятор — пожалуй, одно из главных условий для беспроблемной работы автомобиля.Как правильно обслужить, произвести замену электролита в аккумуляторе в домашних условиях, а также определить основные неисправности, возникающие в процессе эксплуатации в автомобильном аккумуляторе — об этом и поговорим ниже.

На рынке автомобильных комплектующих имеется два основных типа аккумуляторов — обслуживаемые и необслуживаемые. Достоинства и недостатки — тема отдельной статьи, нам же необходимо определить неисправности каждого из типов и устранить их.

Неисправности АКБ

Одна из основных неисправностей, встречающихся при обслуживании аккумулятора — потеря плотности. Причин в этом случае множество. Старение, сульфатация пластин, неграмотное обслуживание и т. д.

Наиболее часто встречающаяся неисправность — сульфатация пластин. Возникает при постоянном хроническом недозаряде. Для понимания возникновения, немного вспомним курс химии и те процессы, которые происходят в аккумуляторе.

В состав аккумулятора входят свинцовые решетки с расположенным внутри диоксидом свинца. Во время разряда происходит восстановление оксида свинца на катоде и обратный процесс (окисление) на аноде. Проще (хотя и не совсем верно) говоря на плюсе и минусе. В обоих случаях происходит образование сульфата свинца. При этом плотность серной кислоты, входящей в состав электролита падает.

Большинство автолюбителей совершают ошибку — после замера плотности доливают электролит, доводя плотность до необходимого уровня, что приводит к дальнейшей сульфатации и уже выходу аккумулятора из строя.Важно: измерение плотности необходимо производить на полностью заряженном аккумуляторе и нормальном уровне электролита.

Даже если в конструкции аккумулятора имеется индикатор заряда и он показывает, что аккумулятор заряжен, необходимо произвести полную зарядку при помощи внешнего зарядного. Окончанием заряда служит начавшееся выделение газа. И только после этого производить измерение плотности. О том, какая должна быть плотность электролита — смотрите в конце статьи.

В случае, если плотность в норме (1,27-1,29) — достаточно всего лишь довести уровень электролита до рекомендуемого предела.

Если плотность меньше — произвести несколько циклов полного разряда и заряда и только после этого доливать электролит повышенной плотности, доводя значение до необходимого.

В случае, если плотность выше — необходимо добавлять дистиллированную воду.

Для обслуживаемого аккумулятора вопрос о том, как проверить уровень электролита в аккумуляторной батарее не стоит столь критично, как для необслуживаемого.В первом случае для этого предусмотрены специальные пробки. Если их отвернуть, будут видны метки уровня, указывающие какой уровень электролита должен быть. В случае их отсутствия, необходимо доливать электролит или воду так, чтобы они скрывали поверхность пластин, как минимум, на 5-7мм, но не более, чем на 20 мм до уровня среза пробки.

Для необслуживаемого же отсутствие пробок хотя и не является  критичным, создает определенные неудобства, особенно при необходимости поменять жижкость. Приходится сверлить отверстия, осуществлять контроль и определять, сколько электролита должно быть и затем запаивать, что весьма неудобно и затруднительно, а поскольку работа производится с достаточно агрессивной средой, то и требует определенных навыков и осторожности.

         Смена электролита

Мутный электролит в аккумуляторе — причина, влияющая на необходимость полной замены.

Вариантов помутнения множество. Рассмотрим наиболее типичные.

По состоянию электролита в большинстве случаев можно достаточно точно поставить диагноз – что случилось с АКБ.

Так, серый, мутный осадок говорит об осыпании активной части, более темный, практически черный – о некачественной серной кислоте или воде, входящей в состав электролита. Оттенок от коричневого до темно-коричневого – коротком замыкании.

Важно: при осыпании или коротком замыкании пластин смена не приводит к желаемому результату. В этом случае необходимо производить ремонт поврежденных банок, что возможно только при наличии специального инструмента и соответствующих навыков.

Для замены некачественного электролита необходимы:

Наиболее часто встречающаяся ошибка – желание побыстрее слить старую жидкость. Для этого многие пользователи просто откручивают пробки обслуживаемого аккумулятора и переворачивают его. Последствия таких действий могут быть весьма печальны – в 50% случаев аккумулятор перестает работать, поскольку скопившиеся внизу частицы активного вещества, выпавшие в осадок во время эксплуатации, попадают между пластин, что приводит уже к короткому замыканию.Для того, что не повторять чужие ошибки, ниже представлена пошаговая инструкция по самостоятельной смене:

  1. При помощи груши или ареометра большой емкости удаляется старый электролит.
  2. В пустые секции заливается дистиллированная вода и легкими покачиваниями перемешивается с остатками старого.
  3. Процесс промывки продолжается до тех пор, пока дистиллированная вода не станет прозрачной.
  4. Заливается новый, несколько более низкой плотности, чем требуется.
  5. Аккумулятор ставится на зарядку.
  6. После окончания зарядки проверяется плотность и, при необходимости, корректируется что доливать: воду или электролит.

Температура эксплуатации

Эксплуатация аккумулятора в зимних условиях вносит свои коррективы. И один из наиболее важных вопросов – при какой температуре замерзает электролит.

Так, минимально необходима плотность эксплуатации аккумулятора при температурах до -30 Цельсия должна составлять не менее 1,29. а при более низких – до 1,32. Поэтому, при любых несоответствиях плотности, правильным будет долить концентрат (серную кислоту).

Обусловлено это тем, что электролит меньшей плотности просто-напросто замерзнет, что приведет к неработособности аккумулятора, поскольку все химические процессы остановятся. Повышение плотности снижает точку замерзания. Ну а в случае возникновения вопроса: замерз электролит в аккумуляторе: что делать? Ответ один – отогревать и надеяться на то, что образовавшийся лед не разрушил пластины. В противном случае либо ремонт, либо полная замена аккумулятора.

Ниже приведена таблица плотности электролита в аккумуляторе зимой и летом:

Средняя t воздуха Плотность Процент зарядки Плотность при 75% заряда
От -30 до -50 1,28 (лето) -1.32 (зима) 100% 1,26
От -15 до -30 1,28 (круглый год) 100% 1,24
От -8 до -15 1,27 (круглый год) 100% 1,23
От +5 до -8 1, 25 (круглый год) 100% 1.21
От +5 и выше 1,23 (круглый год) 100% 1.19

poliryi.ru

Плотность электролита в аккумуляторе – проверка, измерение в разряженном состоянии + Видео

Плотность электролита в аккумуляторе – головная боль автовладельцев, которые сделали выбор в пользу разборных АКБ. Эти батареи можно контролировать и перезаряжать, но для этого нужно освоить небольшую науку, чем мы с вами и займемся.

Какие значения плотности электролита считают нормой?

Аккумуляторная батарея – химический источник тока, и происходящие в нем превращения носят обратимый характер. Конструкция подобных устройств несложная, они состоят из корпуса, где размещены электроды, сепаратора-конвертора и шины. Закрывается это все крышкой с выходными отверстиями и клеммами. Но аккумулятор не будет работать без электролита. В свинцово-кислотных батареях это раствор серной кислоты, плотность которого измеряется в г/см3. Она пропорциональна концентрации раствора, а обратная зависимость прослеживается относительно температуры жидкости. Проверка плотности щелочного электролита будет проводиться теми автовладельцами, в машине которых используются никель-кадмиевые или никель-железные батареи.

Аккумуляторные батареи для авто

По плотности электролита автомобильного аккумулятора можно определить состояние батареи. Если значение понизилось, то, вероятнее всего, какая-то ячейка с дефектом, произошел обрыв цепи или глубокий разряд АКБ. Для последнего случая пониженная плотность будет во всех ячейках. Если батарея не держит заряд, то следует проверить состояние жидкости внутри нее. Во время работы АКБ вода постепенно испаряется, в результате электролит становится более концентрированным, что тоже негативно сказывается на состоянии агрегата. Эта характеристика влияет на емкость батареи и определяет ее эксплуатационный срок.

Определение плотности электролита автомобильного аккумулятора

Очень важно выдерживать оптимальные показатели плотности электролита в АКБ, которые во многом зависят от климатической зоны. В регионах с холодным макроклиматом плотность кислотного электролита лучше поддерживать в диапазоне 1,27–1,29 г/см3. В средней полосе эти цифры изменятся – 1,25–1,27 г/см3. В более теплых районах нормальная плотность составляет 1,23–1,25 г/см3. Причем при заливке электролита лучше готовить раствор по нижней границе указанных диапазонов. Для щелочного аккумулятора проверка плотности внутреннего содержимого должна показывать 1,19–1,21 г/см3. Перед приготовлением важно уточнять состав, бывают калиевые и натриевые электролиты, для каждого из них будут свои пропорции, чтобы добиться указанного значения.

Проверка плотности электролита – приборы и их действие

Многие автомобилисты сталкивались с ситуацией, когда после длительного перезаряда электролит закипает и испаряется, тогда мы заливаем дистиллированную воду. При этом очень редко измеряется плотность раствора, а зря. Ведь вместе с водой выкипает еще и сама кислота, а добавив только дистиллят, вы получите смесь с меньшей концентрацией, что негативно скажется на работоспособности устройства.

Заливание дистиллированной воды в АКБ

Для измерения плотности электролита в аккумуляторе понадобится специальный прибор – денсиметр. Он состоит из стеклянной трубки, в которую помещен ареометр, наконечника и резиновой груши. Находим у батареи заливное отверстие и погружаем в раствор наконечник измерительного устройства. Затем с помощью груши засасываем часть кислоты внутрь стеклянного корпуса. Аккуратно держим прибор на уровне глаз – ареометр должен находиться в состоянии покоя, плавать в жидкости, не касаясь стенок.

Измерения плотности электролита в аккумуляторе

Если нет специального прибора, то можно произвести проверку плотности электролита в аккумуляторе и с помощью вольтметра. Подключаем к клеммам аккумулятора автотестер и измеряем напряжение. Оно должно колебаться в пределах 11,9–12,5 В. Затем поворачиваем ключ в зажигании и набираем 2,5 тысячи оборотов. В этом случае напряжение должно достигнуть минимум 13,9 В, но не превышать 14,4 В. Если никаких изменений не произошло, значит, необходимо просто зарядить устройство.

Как повысить плотность рабочего электролита?

Что делать, когда в аккумуляторе упала плотность электролита? Конечно, необходимо ее восстановить до нужного значения. Существует несколько способов:

Заранее подготавливаем весь необходимый инвентарь: мерную емкость, грушу, паяльник и дрель. Все предметы должны быть чистыми и хорошо высушенными. Также нам понадобится дистиллированная вода и сам электролит.

Сначала всегда следует попробовать перезарядить аккумулятор. Проверяем напряжение АКБ. После набора оборотов его значение не изменилось? Тогда следует в течение 10 часов заряжать устройство током, который в десять раз меньше емкости. Например, если она равна 60 А*час, то достаточно тока 6 А. Затем понижают это значение вдвое и еще оставляют АКБ на подзарядке в течение 2 часов. Именно второй режим и выравнивает плотность электролита. А если напряжение при заведенном двигателе поднимается более 14,4 В, то нужно залить в аккумулятор воду. Потом поставить батарею на зарядку. Если после таких мероприятий АКБ все равно быстро разряжается, то нужно работать с электролитом.

Проверка напряжения АКБ

Чтобы вернуть в норму значение плотности электролита в разряженном аккумуляторе, можно полностью заменить содержимое. Для этого следует максимально выкачать жидкость из каждой банки, а потом слить остатки. Чтобы это сделать, герметично закрываем все отверстия и переворачиваем агрегат набок. Просверливаем на дне дырочки со стороны каждой банки и сливаем электролит. Категорически запрещено ставить АКБ вверх дном, так как в таком положении может произойти короткое замыкание, а поверхность пластин осыпется. После того как раствора в устройстве уже не будет, тщательно промываем его очищенной водой. Обязательно герметично запаиваем отверстия в дне устройства и заливаем в него новый электролит.

Обычно плотность электролита в аккумуляторах можно повысить либо понизить, доливая концентрированный раствор или очищенную воду. В первую очередь проводится проверка качества токопроводящего вещества в каждой банке по отдельности. Если измерение показало плотность более 1,18 г/см3, тогда можно просто разбавить его более концентрированным раствором. Для этого отбираем максимально возможное количество электролита, половину его заменяем раствором с большей концентрацией, чем мы стремимся получить (например, нам надо 1,25 г/см3), и заливаем все это обратно. Болтаем батарею аккуратно, чтобы хорошо перемешать обновленный состав.

Более концентрированный электролит можно приготовить самим, тогда лучше сделать 1,40 г/см3. Покупной, скорее всего, будет 1,27 г/см3, тогда процесс повышения плотности может немного затянуться.

Приготовление концентрированного электролита

После небольшой паузы проводится проверка плотности. Вы обнаружите, что она повысилась, но не достигла нужной цифры. Тогда повторяем процедуру снова, только шаг разбавления уменьшаем, чтобы не перескочить целевую отметку. На это раз заменить более концентрированным электролитом нужно только четверть выкачанной жидкости. После каждой процедуры измерение будет показывать, что мы все ближе к заветной отметке на приборе. Точно получить нормальную плотность электролита в аккумуляторе таким способом сложно, вероятно, вы проскочите нужную отметку, но к тому моменту достаточно будет добавить чуть-чуть чистой воды, ведь шаг разбавления станет уже совсем маленьким и цель будет достигнута.

Когда плотность электролита менее 1,18 г/см3, придется добавлять кислоту. Все операции проводим в том же порядке, как и в способе 3. Только шаг разбавления сразу стоит брать небольшой, потому что у кислоты очень высокая плотность (около 1,8 г/см3), перескочить нужную отметку можно уже с первого разбавления. Очень важно при приготовлении всех растворов вливать кислоту в воду, а не наоборот, чтобы не провоцировать разбрызгивание концентрата. Проводите работы в специальной робе, защищайте кожу и органы зрения. Если жидкость попала на тело, немедленно промойте пораженный участок чистой водой.

carnovato.ru

Смотрите также