Как заправлять аккумулятор серной кислотой

Какая кислота в аккумуляторе автомобиля — серная или соляная

Работа автомобильного аккумулятора основана на получении электрической энергии в результате химической реакции взаимодействия свинца и раствора кислоты. Наиболее подходящая кислота в аккумуляторе до настоящего времени остается серная, а материалом электродов – свинец и диоксид свинца.

Понятие электролита

В емкости с электролитом (смесь дистиллированной воды и серной кислоты) опущены два электрода. Катод (отрицательно заряженный электрод) изготовлен из свинца. Анод (положительно заряженный электрод) в основном изготовлен из диоксида свинца. Через электролит слабо идет электрический ток, но легко двигаются ионы. Ионы с положительным зарядом направляются к плюсовому электроду, а отрицательно заряженные частицы направляются к отрицательному электроду. На электродах создается разность потенциалов. Такой процесс называется электролитической диссоциацией. После подключения нагрузки между электродами по проводникам идет ток.

При этом, на аноде происходит преобразование четырехвалентного свинца в двухвалентный с выделением двух электронов.

В процессе работы протекают процессы:

• расходуется триоксид серы;
• восстановление оксида свинца на катоде (до металлического);
• в процессе реакции кислота заменяется водой и плотность электролита снижается;
• окисляется металл с образованием оксида свинца на аноде.

Во время зарядки, наоборот, происходит восстановление свинца на аноде.
После полного восстановления идет электролиз (разложение воды в электролите) на водород и кислород. Они скапливаются в виде пузырьков на электродах и начинают выделяться в атмосферу. В небольшом непроветриваемом помещении при появлении открытого огня или просто искры возможен взрыв. Другой неприятный побочный эффект электролиза – увеличение концентрации кислоты в электролите. Уровень рабочей жидкости в банке понижается и соответственно емкость батареи (способность накапливать и отдавать энергию в виде электрического тока) снижается.

Емкость АКБ со временем, снижается из-за образования сульфата, который покрывает поверхность электродов не растворяемым слоем и снижает их рабочую площадь.

Какая кислота заливается в аккумулятор

Какую кислоту заливают в аккумулятор известно всем автолюбителям – используется только серная. Она в своем кислотном остатке содержит триоксид серы – газ который участвует в химической реакции образования электрического тока. Соляная кислота в кислотном остатке не имеет кислорода и в электролите работать не сможет.

Жидкость для аккумулятора

Работоспособность кислотного аккумулятора зависит от качества и процентного содержания его составляющих.

В составе электролита находятся:

• Дистиллированная вода – полученная с помощью дистиллятора (устройства очистки воды от примесей).
• Серная кислота.

Обязательное условие – вода не должна иметь примесей. Наличие примесей сильно сокращают срок службы аккумулятора.

В процессе изготовления серная кислота в аккумуляторе составляет 35% и 65% дистиллированной воды.

Концентрация и плотность

Основным показателем концентрации кислоты в аккумуляторе является его плотность. В нормальном состоянии плотность электролита 1,23 г/см 3 . В зависимости от времени года кислота в аккумуляторе должна иметь разную плотность. Летом она может быть 1,07 г/см 3 , зимой 1,3 г/см 3 . Зимой повышение плотности требуется для того, чтобы жидкость не замерзла и банки не разорвало.

Работа АКБ зависит и от уровня электролита в банках. Для его определения применяется стеклянная трубочка.

Выполняются следующие операции:

• откручиваются пробки на всех банках;
• трубка опускается до уровня пластин;
• отверстие трубки зажимается пальцем;
• вытаскивается трубка и определяется высота заполнения.

Рекомендуется выдерживать расстояние от 10 до 15 мм выше уровня пластин.

Одновременно замеряется плотность электролита. В случае больших отклонений уровня и плотности электролита приступают к регулировке.

Приготовление электролита

Для приготовления электролита обязательна подготовка инструмента и средств защиты.

• резиновые перчатки;
• фартук и нарукавники устойчивые к агрессивным химическим реактивам;
• защитные очки;
• кальцинированная сода или другая щелочь для нейтрализации.

Инструменты и материалы:

• стеклянная или другая емкость устойчивая к кислоте;
• стеклянный термометр для измерения температуры раствора;
• ареометр или денсиметр для измерения плотности жидкостей;
• палочка для перемешивания жидкости;
• дистиллированная вода;
• серная кислота.

Серная кислота в аккумуляторе выпускается по ГОСТ 2184-77 или ГОСТ 14262-78. Эти стандарты оговаривают концентрацию, количество примесей и другие технические условия. Часто для АКБ продается уже готовый для употребления электролит. Здесь следует обратить внимание на то для каких условий он приготовлен.

Для дистиллированной воды используется ГОСТ 6709-72.

Кроме материалов и средств защиты важна последовательность действий при приготовлении:

• определяется плотность серной кислоты;
• в приготовленную емкость заливается нужное количество воды;
• аккуратно, тонкой струйкой, заливаем кислоту в воду;

Важно! Во время смешивания кислоты и воды происходит химическая реакция с выделением тепла. Поэтому ни в коем случае нельзя заливать воду в кислоту. Вода мгновенно закипит с разбрызгиванием капель кислоты в разные стороны.

• аккуратно перемешиваем полученный состав;
• даем ему остынуть и отстояться в течении нескольких часов.

При работе с кислотой следует выполнять все меры безопасности:

• Работы проводим в хорошо проветриваемом помещении.
• В случае пролива обязательно нейтрализуйте ее щелочью.
• Опасайтесь попадания на лицо или одежду.
• Нельзя вдыхать пары – они могут привести к ожогам легких или верхних дыхательных путей.
• Попадание кислоты в глаза может привести к слепоте. В этом случае обязательно промойте глаза большим количеством воды и сразу обратитесь к врачу.

Порядок замены электролита

Чаще в аккумуляторе расходуется вода и приходится ее добавлять, проверяя плотность, но иногда приходится приготавливать и заливать электролит нужной плотности на замену «родному».

Эту операцию выполняют:

• когда плотность рабочей жидкости в банках понизилась до величины ниже регламентированной;
• когда аккумулятор не держит зарядку.

Зная, какая кислота в аккумуляторе (точнее ее качество) электролит заменяют полностью или частично.

Частичная замена проводится так:

• Шприцом или медицинской грушей постепенно откачивают максимально возможное количество жидкости.
• Добавляют в банку половину ее объема приготовленный раствор.
• Подают небольшую нагрузку на выводы для перемешивания компонентов в банке.
• Проверяют плотность и при необходимости повторяют процедуру.
• Если плотность ниже 1,2 г/см 3 , то требуется полная замена.

Срок службы

Сроков годности жидкость в аккумуляторе не имеет. Пока электролит справляется со своими функциями считается годным для употребления. Если раз в три месяца производить осмотр АКБ, делать профилактику, правильно эксплуатировать батарею, то кислота прослужит долго.

В настоящее время владельцы авто переходят на современные аналоги, в которых рабочая жидкость находится в виде геля. Такие устройства не требуют обслуживания. Требуется контролировать уровень заряда.

Помните! Серная кислота и пролитый электролит очень опасны для окружающей среды. Зная какую кислоту добавляют в аккумулятор нельзя выбрасывать АКБ на свалку. Проще и выгоднее сдавать их в пункт приема.

Источник

Самостоятельное приготовление электролита для АКБ

Аккумуляторные батареи заправляются жидкостью на базе щелочи или кислоты, рассчитанной на весь срок работы изделия. При деградации реагента (помутнении или замерзании) можно попытаться заменить раствор, что позволит продлить срок эксплуатации изделия. При этом необходимо знать, как приготовить электролит для аккумулятора в домашних условиях.

Состав электролита для АКБ

Состав электролита зависит от типа аккумулятора:

1. В свинцовых батареях для автомобилей и мотоциклов используется раствор дистиллированной воды и серной кислоты (формула H2SO4).
2. В фонарях и стационарных установках – щелочные источники постоянного тока, заправленные 20% водным раствором едкого натрия или калия (NaOH или KOH). Для повышения рабочих характеристик в смесь вводятся присадки (например, на основе моногидрата лития).

Требования к плотности и компонентам

Для нормального протекания химических реакций в аккумуляторе необходимо применять электролитический состав без посторонних примесей, способных снизить емкость АКБ. Для повышения эффективности работы источника тока необходимо использовать химически чистые компоненты. Согласно регламенту при приготовлении электролита для свинцовых аккумуляторов используется кислота, содержащая не более 8% воды. Раствор замешивают на основе дистиллированной воды, не содержащей солей, применение жидкости из водопровода категорически запрещено.

Щелочь поставляется в высушенном виде, в процессе хранения и транспортировки материал не должен сыреть и вступать во взаимодействие с другими реагентами. Гранулы загружаются в дистиллированную воду и размешиваются, затем в раствор вводятся дополнительные компоненты.

Качество электролита для многоразовых химических источников тока напрямую зависит от соблюдения пропорций компонентов в рабочей жидкости.

Безопасность при домашнем приготовлении

Перед тем как самостоятельно сделать электролит в домашних условиях, необходимо ознакомиться с правилами техники безопасности:

1. Для предохранения кожи, глаз и органов дыхания используются средства защиты, устойчивые к воздействию агрессивных веществ. Необходимо надеть защитный фартук и резиновые перчатки, на глаза – очки.
2. Для нейтрализации разлитой кислоты используется нашатырный спирт или водный раствор кальцинированной соды.
3. Смешивание компонентов производится в стеклянной или пластиковой емкости, устойчивой к воздействию агрессивных веществ. При изготовлении щелочного электролита используется емкость из стали или пластика, применение резервуаров из других материалов не допускается.
4. Помещение должно проветриваться, поскольку пары кислоты или щелочи негативно влияют на дыхательные пути человека.
5. При изготовлении электролита для свинцовых батарей кислота вливается в воду малыми порциями при постоянном перемешивании раствора.

Необходимое оборудование

Перед началом приготовления сернокислотного раствора необходимо подготовить:

• емкость объемом 2-3 л (тип материала зависит от состава электролита);
• мерную емкость для определения необходимой дозы реагентов;
• дистиллированную воду;
• концентрированную серную кислоту;
• стеклянную палочку для перемешивания;
• ареометр для замера плотности полученной смеси.

Инструкция по приготовлению

После подготовки материалов и защитной экипировки можно приступить к смешиванию компонентов. Процедура приготовления сернокислотного или щелочного электролита не отличается сложностью. Полученные реагенты не рекомендуется хранить в домашних условиях: жидкость заливается в банки аккумулятора, который необходимо зарядить. Хранение батареи в разряженном состоянии не допускается, поскольку происходит разрушение электродов и деградация активной массы.

Кислотный состав

Работы выполняются в проветриваемом помещении при температуре воздуха не более 25°С. Перед смешиванием компонентов следует выяснить объем жидкости, необходимый для заправки аккумулятора. Автомобильные батареи емкостью 50-60 А*ч имеют корпусы, вмещающие до 3,7 л электролита. Рекомендуется изготовить немного больше рабочей жидкости (на 200-300 мл). Также необходимо определиться с плотностью электролита, зависящей от климатической зоны. Чем ниже температура окружающей среды, тем выше должна быть стартовая плотность электролита.

Например, для регионов Крайнего Севера с минимальной температурой зимой до -50°С рекомендуется заливать жидкость плотностью 1,27 г/см³ (после зарядки параметр возрастает до 1,29 г/см³). В средней полосе применяется раствор плотностью 1,28 г/см³. Для получения электролита необходимо взять 1 л дистиллированной воды и 360 мл серной кислоты.

Для получения раствора, рассчитанного на эксплуатацию в южных регионах, требуется 330 мл кислоты (расчетная плотность – 1,24 г/см³).

Краткий алгоритм приготовления раствора:

1. Налить в емкость дистиллированную воду.
2. Влить тонкой струйкой необходимый объем серной кислоты, одновременно размешивая раствор стеклянной палочкой. Ускоренное смешивание компонентов запрещается.
3. Произвести предварительный замер плотности, а затем выдержать жидкость на протяжении 10-12 часов для полноценного перемешивания компонентов.
4. Повторно измерить плотность ареометром. Если параметр отличается от требуемого значения в меньшую сторону, то в смесь вводится дополнительная кислота. При повышенной плотности электролит необходимо разбавить дистиллированной водой.
5. Залить раствор в банки аккумулятора, который предварительно очищается от отработавшей жидкости. После проведения зарядки необходим контрольный замер плотности, при этом значение корректируется введением дополнительной серной кислоты или доливкой дистиллированной воды. Следует помнить, что замер плотности будет корректным только при полностью заряженной батарее.

На щелочной основе

При приготовлении щелочного раствора необходимо учитывать агрегатное состояние щелочи, которая поставляется в виде гранул или в жидком состоянии (в смеси с водой). Твердый материал засыпается в воду (дистиллированную) и растворяется размешиванием смеси стеклянной палочкой. Соотношение компонентов раствора указывается на заводской этикетке, наклеенной на боковой части источника питания.

Плотность раствора зависит от климатической зоны, чем ниже температура окружающей среды, тем большую плотность должен иметь электролит. Например, при температуре до -19°С используется электролит плотностью до 1,21 г/см³, для улучшения характеристик практикуется введение 20 г на литр едкого лития.

Аналогичный по составу раствор используется в аккумуляторах, работающих в условиях повышенных температур. При использовании батареи при температуре от -40°С плотность необходимо довести до 1,28 г/см³.

Распространенные пропорции сухой щелочи и воды:

• для формирования раствора плотностью от 1,17 до 1,19 г/см³ необходимо ввести 1/5 сухого компонента в 4/5 воды;
• при внесении 1/3 щелочи в 2/3 воды плотность смеси повышается до 1,19-1,21 г/см³;
• для получения раствора с минимальной температурой застывания необходимо смешать сухую щелочь и воду в равных пропорциях (плотность до 1,27 г/см³).

Полученный реагент необходимо выдержать в помещении на протяжении 6 часов, емкость закрывается герметичной крышкой. При контакте с воздухом происходит деградация электролита, ухудшающая электрохимические свойства раствора. Часть щелочи выпадает в осадок, для заливки в банки батареи используется осветленная фракция (находится в верхней части резервуара) без примесей. Попадание твердых частиц в полость банок вызывает замыкание отрицательных и положительных электродов, приводящее к ускоренному саморазряду источника постоянного тока.

Другие виды электролитов

Приготовление других типов электролитов в бытовых условиях не практикуется. Если в батарее используется загущенная смесь кислоты и воды (технология AGM или гелевые аккумуляторы), то самостоятельно приготовить раствор с нужными параметрами не получится. Для восстановления подобных устройств необходимо заправить в банки воду, которая постепенно пропитает губчатые прокладки. Затем производится несколько циклов зарядки малыми токами, что позволяет восстановить емкость.

Источник