Серная кислота применение аккумуляторов

Какую кислоту используют в аккумуляторах и что о ней нужно знать

Аккумулятор считается расходным элементом оснащения автомобиля. То есть АКБ имеет определённый срок службы, по завершению которого батарею меняют на новую.

Но установленный производителем срок не все АКБ проживают в полной мере. Довольно часто ресурс может сократиться в несколько раз. Причём тут вина может быть не только в низком качестве АКБ, но и в неправильных действиях со стороны автовладельца, занимающегося обслуживанием.

Обслуживание АКБ предусматривает периодическую зарядку и доливку специальной жидкости, которую называют электролитом. При этом не все понимают, о каком составе идёт речь, что в него входит. Электролитом называют смесь из кислоты и дистиллированной воды. Следует детальнее разобраться в составе смеси и главном применяемом компоненте, то есть в кислоте.

Для чего применяют кислоту

Для лучшего понимания ситуации АКБ, используемые в автомобилях, можно представить как обычные батарейки. То есть она состоит из катода, анода и аккумуляторной жидкости. Она же электролит.

Состав электролита довольно простой. Это кислота и дистиллированная вода. Их смешивают в определённых пропорциях. Дабы понять функции кислоты, нужно взглянуть на протекающие внутри АКБ процессы, которые наблюдаются во время заряда и разряда устройства.

Кислота необходима для того, чтобы обеспечивать появление тока. Кислота взаимодействует с металлами и оксидами, то есть происходит химическая реакция, что и позволяет АКБ работать.

Когда на АКБ воздействует внешняя нагрузка от генератора или зарядного устройства, жидкость реагирует со свинцом и оксидами, тем самым протекает окислительно-восстановительный процесс. Причём этот процесс будет противоположным при заряде и разряде АКБ.

Ток образуется из-за того, что начинают выделяться положительные электроны свинца, из которого выполнены пластины, а также из-за получения оксидов от отрицательных пластин. Передача заряженных частиц возможна именно за счёт применяемого электролита.

Контакты, расположенные в батарее, сталкиваются с несколькими протекающими процессами:

• расход триоксида серы;
• восстановление оксидов свинца на катоде;
• выделение воды;
• образование окиси металла на аноде.

Когда возникает реакция, происходит замещение кислоты водой. Это способствует снижению плотности электролита. Если идёт процесс заряда, реакции протекают в обратном направлении. Ток стимулирует электролиз, и жидкость распадается на составляющие компоненты. В случае с водой это водород и кислород. Выделения происходят в виде газа. Затем электролит начинает кипеть. Вещество выходит из жидкого агрегатного состояния, но обратно не возвращается. Это способствует увеличению плотности, поскольку количество воды снижается, а концентрация кислоты увеличивается. Для восстановления правильных параметров нужно выровнять процентное соотношение воды и кислоты. Для этого в АКБ добавляют дистиллированную воду.

Добавлять в батарею обычную водопроводную воду ни в коем случае нельзя. В ней содержится много примесей, которые приведут к быстрому выходу из строя АКБ.

Но пока не удалось получить ответ на главный вопрос, касающийся применяемой кислоты.

Используемый вид кислоты

Автомобилистов закономерно интересует, какие кислоты используются в аккумуляторах автомобилей. В действительности существуют разные варианты и догадки на этот счёт.

Некоторые уверены, что здесь применяется только соляная кислота. Другие делают ставки на серную.

Поэтому важно ответить, какая именно кислота находится в аккумуляторе, серная или же соляная.

Запомните раз и навсегда. В АКБ применяют только серную кислоту.

Если вас когда-то спросят, какая кислота всегда находится в аккумуляторе, смело отвечайте, что серная. Но никак не соляная. Это распространённое заблуждение.

Также будет полезно знать, как ещё называется кислота, используемая в аккумуляторе. Да, чаще всего её называют просто серной. Но есть и другое название. А именно триоксид серы или ангидрид серы. Сами понимаете, что понятие серной кислоты запомнить намного проще.

Определившись с тем, какая кислота всегда заливается в автомобильный аккумулятор, можно рассказать о ней некоторые подробности, а также взглянуть на особенности готового к использованию электролита.

Вообще различают несколько видов аккумуляторов, и не всегда есть смысл спрашивать, какую кислоту в их случае добавляют, поскольку аккумулятор определённого типа не предусматривает её применение. Это те же литиевые АКБ и никель-кадмиевые. В последнем случае вместо кислоты применяется щёлочь.

Несколько иначе обстоят дела с гелевыми АКБ. Если говорить о том, какую кислоту всегда добавляют в такой аккумулятор, то тут ответ будет аналогичным. Кислота там серная. Только находится электролит в гелеобразном состоянии.

Подавляющее большинство АКБ, применяемых в авто, являются свинцово-кислотными. Они делятся на несколько разновидностей, в зависимости от добавок и агрегатного состояния электролита. Но практически всегда речь идёт именно о кислотных устройствах. И вы теперь знаете, какая кислота применяется в АКБ.

Пропорции раствора примерно всегда одинаковые. Это от 30 до 35% кислоты, всё остальное занимает вода.

Крайне редко процентное соотношение превышает 35 на 65%. Чтобы выполнять все задачи, поставленные перед автомобильными АКБ, вполне достаточно и 30%.

Теперь вы знаете, какая именно кислота всегда находится в автомобильном аккумуляторе. Это позволит понять, что необходимо покупать для последующего обслуживания.

Смысл обслуживания заключается в том, чтобы добавлять определённое количество готового электролита либо же только дистиллированную воду.

Но объективно мало просто понимать, какая кислота обычно при производстве используется в аккумуляторе того или иного автомобиля. Предстоит ещё немного разобраться с понятиями концентрации и плотности.

Параметры плотности и концентрации

Концентрация является соотношением между объёмом используемой дистиллированной воды и кислоты. Чтобы автомобилистам не приходилось изготавливать состав своими руками, дабы аккумуляторная кислота не нанесли вред коже или слизистым оболочкам при смешивании, в продаже доступен уже готовый к использованию раствор. Он так и называется электролитом.

Но концентрация не играет столь важной роли, как показатели плотности.

Плотность в нормальном состоянии варьируется в пределах от 1,07 до 1,3. Измеряется в г/см3. При изменении этих значений меняется температура замерзания состава.

От плотности зависит и эффективность проводимости электричества, которая обратно пропорциональна сопротивлению. Если авто будет эксплуатироваться при низких температурах окружающей среды, плотность следует поднять ближе к отметке 1,3 г/см3. Для российского климата нормальным значением принято считать 1,27-1,28 г/см3.

Если говорить об электропроводимости, то плотность, составляющая 1,3 г/см3, будет негативно на неё влиять. Это слишком высокая плотность. Но если её снизить, а температура окружающей среды окажется очень низкой, тогда состав попросту замёрзнет. А это потенциальная угроза для разрыва банок АКБ и разгерметизации корпуса, что ведёт за собой полную замену устройства.

В продаже доступны электролиты, обладающие разными параметрами плотности. Это напрямую связано с сезоном, для которого используется рабочая жидкость. Чем холоднее, тем выше должна быть плотность.

Если использовать подходящую смесь на основе серной кислоты и дистиллированной воды, это позволит значительно продлить срок службы аккумулятора.

Как контролировать состояние АКБ

Перед автомобилистом стоит важнейшая задача. Ему требуется постоянно контролировать состояние АКБ, следить за уровнем рабочей жидкости, её плотностью и концентрацией.

Всё это возможно контролировать и влиять на параметры при использовании кислотно-свинцовой обслуживаемой батареи.

Если АКБ необслуживаемая, добавить воду или залить недостающее количество электролита не получится. Некоторые идут на ухищрения, делают небольшие отверстия, и используют медицинские шприцы. Но это потенциально очень опасно и заниматься подобным восстановлением работоспособности необслуживаемых АКБ настоятельно не рекомендуется.

Когда же АКБ обслуживаемая, контролировать уровень и плотность не составит большого труда. Для проверки уровня нужно:

• открутить пробки на банках;
• взять трубочку из стекла или прозрачного пластика;
• погрузить инструмент в АКБ до пластин;
• зажать верхнее отверстие трубочки пальцем;
• поднять приспособление;
• измерить, на каком уровне находится рабочая жидкость.

Нормой принято считать значение в пределах от 10 до 15 мм. Важно учесть, что на многих АКБ предусмотрены специальные метки, по которым довольно легко проверить уровень.

Если уровень отличается от нормального, тогда потребуется выполнить процедуру по доливке электролита либо же только дистиллированной воды. Это уже зависит от того, что покажут замеры плотности.

При измерении плотности не обойтись без такого прибора как ареометр. Он погружается во все банки аккумулятора, проверяются параметры в каждой из них. Если плотность выше рекомендуемых значений, состав следует разбавить дистиллированной водой. Если плотность ниже нормы, тогда заливается электролит.

Сколько служит электролит

Автомобилисты активно спорят на тему того, как долго сохраняет свои свойства электролит и есть ли у него ограничения по сроку службы.

У электролита отсутствует понятие конкретного срока службы. Это зависит от того, насколько эффективно жидкость выполняет свои задачи.

Пока смесь из дистиллированной воды и серной кислоты справляется со своими обязанностями, её считают пригодной к использованию.

На уменьшение или увеличение срока службы могут влиять такие факторы:

• плотность;
• температура эксплуатации АКБ;
• степень заряда батареи.

Если плотность будет в пределах нормы, батарея находится в состоянии полного или близкого к нему заряда, а также автомобилист не столкнётся с экстремально высокими или низкими температурами, на одном и том же электролите удастся ездить достаточно долго. Поскольку производитель предусматривает, что батареи служат от 5 до 8 лет, то и длительность работоспособности электролита примерно такая же. Но когда ресурс АКБ подходит к концу, это связано с разрушением пластин и с тем, что они не могут выполнять свои функции. Дело вовсе не в самом электролите. При условии исправных пластин жидкость может служить очень долго.

Ситуация с кислотно-свинцовыми АКБ не совсем простая. За ними нужен тщательный уход и постоянный контроль. Значимость аккумулятора переоценить сложно. Поэтому крайне важно изначально выбрать батарею высокого качества, соответствующую требованиям вашего автомобиля, а также поддерживать её в стабильном рабочем состоянии. В этом плане необслуживаемые АКБ проще. В них не требуется доливать электролит и дистиллированную воду. Единственным мероприятием может стать периодическая зарядка, если заряд аккумулятора не удаётся компенсировать естественным путём, за счёт работы генератора.

Источник

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.

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.

Существуют основные сорта серной кислоты, которые перечислены ниже:

• Башенная или нитрозная. Концентрация 75 процентов. Плотность этого сорта составляет 1,67 гр/см3. Название этот сорт получил из-за метода производства в футерованных башнях нитрозным способом. Обжиговый газ с двуокисью серы (SO₂) обрабатывается нитрозой (H₂SO₄ с добавками оксидов азота). В ходе химической реакции получается оксиды азота и кислота. При этом оксиды постоянно циркулируют в производственном цикле;
• Контактная. Концентрация от 92,5 до 98 процентов. Плотность сорта составляет 1,837 гр/см 3 . Этот сорт также производится из обжигового газа, в котором содержится двуокись SO₂. В ходе реакции происходит ее окисление до SO₃ при контакте с твёрдым катализатором из ванадия;
• Сорт Олеум. Концентрация 104,5 процента. Плотность составляет 1,897 гр/см 3 . Сорт представляет собой раствор SO₃ в серной кислоте (H₂SO₄). Соотношение SO₃ — 20 процентов, H₂SO₄ — 104,5 процента;
• Высокопроцентный олеум. Концентрация 114,6 процента, а плотность 2,002 гр/см 3 ;
• Аккумуляторная. Концентрация от 92 до 94 процента, а плотность 1,835 гр/см 3 .

Процессы, происходящие в АКБ с участием электролита

Работа свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора основывается на электрохимических процессах, которые протекают с участием 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:

На отрицательном электроде (катоде) протекает такой процесс:

При заряде АКБ эти реакции протекают в обратном направлении.

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/см 3 . К моменту падения плотности до 1,15 гр/см 3 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
1,11	11,7	8,4	0	-7
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,15	11,94	9	25	-13
1,16	12	9,14	31	-14
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,27	12,66	10,8	100	-60
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

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

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.

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».

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/см 3 )? 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.

Для каждой из банок нужно проделать следующие действия:

• Откачиваете как можно больше электролита из банки. Для этого можно использовать резиновую грушу или ту же колбу. После этого в банку заливаете электролит (плотность 1,275─1,29 гр/см 3 ) половину откачанного объёма;
• Для того чтобы электролит перемешался, можно дать на выводы нагрузку (например, подключить автомобильную лампочку) или просто подождать некоторое время;
• Затем делаете замер плотности. Если она не поднялась до нужного уровня, то заливаете электролит в половину от оставшегося объема;
• Перемешивание и снова замер;
• Доводите плотность кислоты до требуемого уровня.

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. Если у вас остались вопросы или есть пожелания, пишите их в комментариях.
Вернуться к содержанию

Источник