Аккумуляторная кислота может относиться к любой кислоте, используемой в химическом элементе или аккумуляторе, но обычно этот термин описывает кислоту, используемую в свинцово-кислотных аккумуляторах, например, в автомобилях.
Автомобиль или автомобильная аккумуляторная кислота – это 30-50% серная кислота (H 2 SO 4 ) в воде. Обычно кислота имеет мольную долю серной кислоты 29–32%, плотность 1,25–1,28 кг/л и концентрацию 4,2–5 моль/л. Аккумуляторная кислота имеет pH приблизительно 0,8.
Конструкция и химическая реакция
Свинцово-кислотная батарея состоит из двух свинцовых элементов. пластины, разделенные жидкостью или гелем, содержащим серную кислоту в воде. Аккумуляторная батарея заряжается и разряжается химическими реакциями. Когда батарея используется (разряжена), электроны перемещаются от отрицательно заряженной свинцовой пластины к положительно заряженной пластине.
Реакция отрицательной пластины:
Pb (s) + HSO 4 – (водн.) → PbSO 4 (s) + H + (aq) + 2 e –
Положительная реакция пластины:
PbO 2 (s) + HSO 4 – + 3H + (aq) + 2 e – → PbSO 4 (s) + 2 H 2 O (l)
Которые могут быть объединены для записи общей химической реакции:
Pb (s) + PbO 2 (s) + 2 H 2 SO 4 (водн.) → 2 PbSO 4 (s) + 2 H 2 O (l)
Зарядка и разрядка
Когда аккумулятор полностью заряжен, отрицательная пластина свинцовая, электролит концентрированная серная кислота, а положительная пластина – диоксид свинца. Если аккумулятор чрезмерно заряжен, при электролизе воды образуется газообразный водород и газообразный кислород, которые теряются. Некоторые типы батарей позволяют добавлять воду для компенсации потерь.
Когда батарея разряжается, в обратной реакции образуется сульфат свинца на обеих пластинах. Если аккумулятор полностью разряжен, в результате образуются две идентичные пластины сульфата свинца, разделенные водой. На этом этапе аккумулятор считается полностью разряженным и не может быть восстановлен или заряжен снова.
