Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Топ:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Дисциплины:
2017-05-23 | 606 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
СВИНЦОВОМ АККУМУЛЯТОРЕ
В 1883 году английские учёные Гладстон и Трейб опубликовали теорию химических процессов в свинцовом аккумуляторе, которая в настоящее время является общепризнанной классической теорией токообразующих процессов при заряде и разряде свинцовых аккумуляторов.
Согласно этой теории, принято считать, что активными веществами заряженного свинцового аккумулятора, принимающими участие в токообразующем процессе, являются:
- на положительном электроде – двуокись свинца PbO2 (тёмно-коричневого цвета);
- на отрицательном электроде – губчатый свинец Pb (серого цвета);
- электролит – водный раствор серной кислоты H2SO4.
Часть молекул кислоты в водном растворе всегда диссоциирована на положительно заряженные ионы водорода Н+ и отрицательно заряженные сульфат ионы SO42-.
РАЗРЯД АККУМУЛЯТОРА
Схема электрохимических процессов, протекающих при разряде свинцового аккумулятора, показана на Рис.1.
Свинец, который является активной массой отрицательного электрода, частично растворяется в электролите и окисляется в растворе с образованием положительных ионов Pb2+. Освободившиеся при этом избыточные электроны сообщают электроду отрицательный заряд и начинают движение по замкнутому участку внешней цепи к положительному электроду.
Положительно заряженные ионы свинца Pb2+ вступают в реакцию с отрицательно заряженными сульфат ионами SO42- с образованием сульфата свинца PbSO4, который имеет незначительную растворимость и поэтому осаждается на поверхности отрицательного электрода. Таким образом, в процессе разряда аккумулятора, активная масса отрицательного электрода преобразуется из губчатого свинца в сернокислый свинец с изменением серого цвета на светло-серый.
|
Двуокись свинца PbO2 положительного электрода растворяется в электролите в значительно меньшем количестве, чем свинец отрицательного электрода. При взаимодействии с водой PbO2 диссоциирует (распадается в растворе на заряженные частицы – ионы). При этом образуются ионы четырёхвалентного свинца Pb4+ и ионы гидроксила OH-:
PbO2 + 2H2O ® Pb (OH)4 ® Pb4+ + 4OH- (4)
Ионы Pb4+ сообщают электроду положительный потенциал и, присоединяя электроны, пришедшие по внешней цепи от отрицательного электрода, восстанавливаются до ионов двухвалентного свинца Pb2+, согласно уравнению:
Pb4+ + 2e- ® Pb2+ (5)
Ионы Pb2+ взаимодействуют с ионами SO42-, образуя сернокислый свинец PbSO4, который по указанной выше причине также осаждается на поверхности положительного электрода, как это имело место на отрицательном электроде. Активная масса положительного электрода по мере разряда преобразуется из двуокиси свинца PbO2 через промежуточные реакции в сульфат свинца PbSO4 с изменением её цвета из темно-коричневого в светло-коричневый.
Таким образом, в результате разряда аккумулятора, активные материалы обоих электродов – и положительного (PbO2), и отрицательного (Pb), превращаются в сульфат свинца PbSO4. При этом расходуется серная кислота на образование сульфата свинца и образуется вода из освободившихся ионов H+ и ОН-, что приводит к снижению плотности электролита при разряде.
Итак, согласно теории двойной сульфатации, итоговые реакции разрядного и зарядного процессов в свинцовом аккумуляторе описываются следующими уравнениями:
- на положительном электроде:
PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- ® PbSO4 + 2H2O (6)
- на отрицательном электроде:
Pb - 2e- + SO42- ® PbSO4 (7)
- суммарная реакция:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 ® 2PbSO4 + 2H2O (8)
ЗАРЯД АККУМУЛЯТОРА
Схема электрохимических процессов при заряде аккумулятора показана на Рис. 2.
В электролите у обоих электродов присутствуют в небольших количествах ионы сульфата свинца Pb2+, SO42- и воды H+, OH-. Под влиянием напряжения источника постоянного тока, в цепь которого включён заряжаемый аккумулятор, во внешней цепи устанавливается направленное движение электронов к отрицательному выводу аккумулятора. Двухвалентные ионы свинца у отрицательного электрода нейтрализуются (восстанавливаются) поступившими двумя электронами, превращая активную массу отрицательного электрода в металлический губчатый свинец. Оставшиеся свободными, ионы SO42- и H+ образуют серную кислоту:
|
PbSO4 + 2e- ® Pb + SO42- (9)
У положительного электрода под действием зарядного тока двухвалентные ионы свинца Pb2+ отдают два электрона, окисляясь в четырёхвалентные ионы свинца Pb4+. Последние, соединяясь через промежуточные реакции с двумя ионами кислорода, образуют двуокись свинца PbO2, которая выделяется на электроде. Ионы SO42- и H+ так же, как и у отрицательного электрода, образуют серную кислоту, в результате чего при заряде растёт плотность электролита:
PbSO4 + 2H2O ® PbO2 + 4H+ + SO42- (10)
Итоговое (суммарное) уравнение процесса заряда имеет вид:
2PbSO4 + 2H2O ® PbO2 + Pb + 2H2SO4 (11)
|
|
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!