Ang konsentrasyon ug Densidad sa sulfuric acid. Ang pagsalig sa sa Densidad sa mga sulfuric acid konsentrasyon sa battery sakyanan

Dilute ug tingub sulfuric acid - kini mao ang importante kaayo nga mga kemikal nga sila maghimo na sa kalibutan kay sa bisan unsang uban nga mga bahandi. Economic bahandi sa nasud mahimong evaluate sa mga termino sa gipatungha niini sulfuric acid.

dissociation proseso

Sulfuric acid gigamit sa dagway sa tubigon nga solusyon sa nagkalain-laing mga konsentrasyon. Siya ipaubos sa dissociation reaksyon sa duha ka yugto, og H ⁺ mga ion anaa sa solusyon.

H ₂ SO ₄ = H ^{+ +} HSO ₄ ^-;

HSO ₄ ^- = H ^{+ +} SO ₄ ^-2.

Sulfuric acid mao ang usa ka lig-on, ug ang unang yugto sa dissociation mahitabo sa ingon paspas nga halos tanan sa mga orihinal nga molekula sa paglapas ngadto sa H ⁺ -ions ug HSO ₄ ^-1 -ions (hydrogen sulfate) sa solusyon. Bag-o nga bahin nagkahuyang dugang pa, sa pagbuhi sa H ⁺ mga ion usa ug sa pagbiya sa usa ka sulfate Ion (SO ₄ ^-2) sa solusyon. Apan, hydrogensulfate, nga usa ka mahuyang nga acid, mipatigbabaw gihapon sa usa ka solusyon sa H ⁺ ug SO ₄ ^-2. Bug-os nga dissociation kini lamang mahitabo sa diha nga ang Densidad sa mga sulfuric acid solusyon mao ang duol sa sa Densidad sa tubig, r. F ubos sa hatag-as nga pagtimbol.

Kabtangan sa sulfuric acid

Kini mao ang espesyal nga sa diwa nga kini mahimo nga molihok ingon nga usa ka conventional acid o sa usa ka lig-on nga oxidizer - depende sa temperatura ug sa konsentrasyon. Usa ka bugnaw nga dilute solusyon sa sulfuric acid reaksiyon sa mga aktibo nga metal sa paghatag sa asin (sulfate) ug sa ebolusyon sa hydrogen gas. Kay sa panig-ingnan, sa reaksiyon sa taliwala sa bugnaw nga dilute H ₂ SO ₄ (mapahitas sa iyang bug-os-lakang dissociation) ug metallic zinc ingon sa mosunod:

Zn + H ₂ SO ₄ = ZnSO ₄ + H _2.

Ang init nga tingub sulfuric acid, kansang Densidad mao ang mahitungod sa 1.8 g / cm ^3, mahimo molihok ingon nga usa ka oxidant, reaksiyon sa mga materyales nga kinatibuk-inert sa asido, sama pananglitan metallic tumbaga. Atol sa reaksyon, ang tumbaga nga oxidized, ug ang acid masa ang pagkunhod sa, sa usa ka solusyon ang nag-umol sa tumbaga sulfate (II) sa tubig ug gas azufre dioxide (SO ₂₎ inay sa hydrogen, nga nga gilauman sa reaksyon sa acid sa usa ka metal.

Cu + 2H ₂ SO ₄ = CuSO ₄ + SO ₂ + 2H ₂ O.

Ingon sa kinatibuk-gipahayag sa konsentrasyon sa mga solusyon

Sa pagkatinuod, ang konsentrasyon sa bisan unsa nga solusyon mahimong gipahayag sa lain-laing mga paagi, apan ang labing kaylap nga gigamit konsentrasyon pinaagi sa gibug-aton. Kini nagpakita sa gidaghanon sa mga gramos nga solute sa usa ka gibug-aton o sa gidaghanon sa mga solusyon o solvent (kasagaran 1000 g, 1000 cm ^3, 100 cm ³ ug 1 g ^3). Sa baylo nga sa masa sa gramos sa usa ka bahandi nga mahimo sa pagkuha sa gidaghanon, gipahayag sa mga moles, - unya ang nakuha sa mga bag-ang konsentrasyon sa 1000 g o 1 g ³ solusyon.

Kon ang bag-ang konsentrasyon determinado sa relasyon nga dili sa kantidad sa mga solusyon, apan ngadto lamang sa mga solvent, kini mao ang gitawag nga molality sa solusyon. Kini gihulagway pinaagi sa kagawasan sa temperatura.

Kasagaran ang gibug-aton konsentrasyon sa gipakita sa gramos matag 100 gramos nga solvent. Pagpadaghan kini nga numero sa 100%, kini giandam sa usa ka gibug-aton porsyento (matag konsentrasyon). Nga mao, kini nga pamaagi mao ang labing kanunay nga gigamit ingon nga gipadapat sa usa ka sulfuric acid solusyon.

Ang matag bili sa konsentrasyon solusyon, determinado sa usa ka gihatag nga temperatura, kini katumbas sa usa ka piho kaayo nga Densidad (pananglitan, sa Densidad sa sulfuric acid solusyon). Busa, usahay kini gihulagway nga solusyon. Kay sa panig-ingnan, H ₂ SO ₄ solusyon, nagtimaan nga porsyento konsentrasyon 95,72%, usa ka Densidad sa 1,835 g / cm ³ sa t = 20 ° C. Sa unsa nga paagi sa pagtino sa konsentrasyon sa maong usa ka solusyon, kon gihatag lamang sulfuric acid Densidad? Table sa paghatag sa maong sulat mao ang usa ka fixture sa bisan unsa nga libro sa kinatibuk-o sa matukion nga chemistry.

PANIG-INGNAN konsentrasyon recalculation

Himoa nga moadto gikan sa usa ka paagi sa pagpahayag ngadto sa laing solusyon konsentrasyon. Magdahum nga kita adunay H ₂ SO ₄ solusyon sa tubig uban sa 60% konsentrasyon sa interes. Kita unang nagpaila sa Densidad sa mga katugbang nga sulfuric acid. Lamesa nga naglangkob sa mga porsiyento (unang kolum) ug ang katugbang nga Densidad sa mga tubigon nga solusyon sa K ₂ SO ₄ (ikaupat nga kolum), gipakita sa ubos.

Kini motino sa gitinguha nga bili nga mao ang katumbas sa 1,4987 g / cm ^3. Kita karon kuwentahon ang molarity sa solusyon. Kay kini nga kini mao ang gikinahanglan aron sa pagtino sa masa sa K ₂ SO ₄ diha sa 1 litro sa solusyon ug sa katugbang nga gidaghanon sa mga moles sa acid.

Tomo, nga okupar sa 100 g sa stock solusyon:

100 / 1,4987 = 66,7 ml.

Sukad sa 66,7 ml sa 60% nga solusyon nga anaa sa 60 g sa mga acid diha sa 1 litro sa kini naglakip:

(60 / 66,7) x 1000 = 899, 55 g.

sulfuric acid bag-ang gibug-aton nga katumbas sa 98. Busa, ang gidaghanon sa mga moles nga anaa sa 899,55 g sa iyang mga gramos, mahimong:

899,55 / 98 = 9,18 chameleon.

Ang pagsalig sa sa Densidad sa mga sulfuric acid konsentrasyon gipakita sa Fig. sa ubos.

Ang paggamit sa sulfuric acid

Kini gigamit sa nagkalain-laing industriya. Sa sa produksyon sa puthaw ug asero gigamit alang sa paghinlo sa metal nawong sa dili pa kini gitabonan sa laing bahandi nga nalambigit sa sa paglalang sa artipisyal nga mga tina ingon man sa uban nga mga matang sa mga asido sama sa hydrochloric ug nitric. Kini gigamit usab sa paghimo sa mga pharmaceutical nga mga produkto, abono ug mga bomba, ug sa gihapon mao ang usa ka importante nga reagent sa pagwagtang sa mga hugaw gikan sa krudo sa pagdalisay sa industriya.

kemikal Kini mao ang hilabihan mapuslanon sa adlaw-adlaw nga kinabuhi, ug mao ang dali anaa nga ingon sa usa ka sulfuric acid solusyon nga gigamit sa tingga-acid batteries (pananglitan, mga nga anaa sa mga sakyanan). Ang maong acid sa kinatibuk-ang usa ka konsentrasyon sa gikan sa 30% ngadto sa 35% H ₂ SO ₄ pinaagi sa gibug-aton, ang balanse - sa tubig.

Kay sa daghan nga mga aplikasyon consumer 30% H ₂ SO ₄ mahimong labaw pa kay sa igo sa pagsugat sa ilang mga panginahanglan. Apan, diha sa industriya ug nagkinahanglan kini nga usa ka mas taas nga konsentrasyon sa sulfuric acid. Kasagaran, sa panahon sa paghimo niini mao ang unang nakuha igo dilute ug kontaminado sa organic nga mga unod. Tingub acid ang nakuha sa duha ka yugto: una, kini adjust sa 70%, ug unya - sa usa ka ikaduha nga lakang - ang gibanhaw sa 96-98%, nga mao ang gilimitahan sukaranan alang sa ekonomikanhong mabuhi, mahimo nga produksyon.

Ang Densidad sa mga sulfuric acid ug matang niini

Bisan tuod hapit 99% sulfuric acid mahimong kadiyot sa pagkutat, apan sunod-sunod nga pagkawala sa SO ₃ sa Nagabukal punto pagmobu, pagminus sa konsentrasyon sa 98,3%. Sa kinatibuk-an, ang mga sakop sa henero nga uban sa mga index 98% nga mas lig-on diha sa storage.

Commercial grade asido lainlain sa iyang konsentrasyon sa interes, ug nga kini pinili nga mga mga hiyas diin ang ubos nga crystallization temperatura. Kini mao ang gibuhat sa pagpakunhod sa pagkawala sa sulfuric acid kristal precipitate sa panahon sa transportasyon ug storage. Ang nag-unang matang mao ang:

• Ang torre (nitrous) - 75%. Sulfuric acid Densidad sa mga klase mao ang katumbas sa 1670 kg / m ^3. Sa pagkuha sa iyang gitawag nga. nitrous nga pamaagi sa diin ang resulta nitroso pagtratar (kini mao usab H ₂ SO _4, apan uban sa dissolved nitrogen oxide) sa nag-unang pagpahawa sa calcined hilaw nga gas nga adunay sulod nga sulfur dioxide SO _2, ngadto sa lined torre (busa ang ngalan matang). Ingon sa usa ka resulta nga gigahin acid ug nitrogen oxide nga wala mangaut-ut diha sa proseso, ug mibalik ngadto sa siklo sa produksyon.
• Contact - 92,5-98,0%. Sulfuric acid Densidad sa 98% sa mga klase mao ang katumbas sa 1836,5 kg / m ^3. Kini usab nga nakuha gikan sa roaster gas nga adunay sulod SO _2, diin ang proseso naglangkob sa anhydride dioxide oxidation sa SO ₃ uban sa iyang contact (busa ang ngalan grado) uban sa daghang mga sapaw, mga haklap sa mga lig-on nga vanadium paagi.
• Oleum - 104,5%. Niini Densidad mao nga sama sa 1896,8 kg / m ^3. Kini nga solusyon sa SO ₃ sa H ₂ SO _4, diin ang unang component naglakip sa 20%, ug acid - mao ang 104,5%.
• Hataas-grade oleum - 114,6%. Ang mga Densidad - 2002 kg / m ^3.
• Battery - 92-94%.

Sa unsang paagi nga ang sakyanan battery

Ang operasyon sa niini nga usa sa labing popular nga electrical mga paagi sa bug-os base sa electrochemical proseso nga nahitabo sa atubangan sa tubigon sulfuric acid.

Sa sakyanan battery naglangkob dilute sulfuric acid electrolyte, ug positibo ug negatibo nga electrodes sa dagway sa pipila ka mga palid. Positibo nga mga palid nga gihimo sa usa ka mapula-pula-brown nga materyal - sa tingga dioxide (PbO _2), ug negatibo nga - sa abuhon "espongha" tingga (PB).

Tungod kay ang mga electrodes gihimo sa tingga o leaded nga materyal, kini nga matang sa battery sa kasagaran gitawag lead-acid battery. Niini ug pagsiguro sa pagsalmot, t. E. Ang output boltahe ang direkta nga gitinguha sa unsa ang sa niini nga panahon sa Densidad sa sulfuric acid (kg / M3 o g / cm ^3), nga puno sa battery ingon sa electrolyte.

Unsay mahitabo sa mga electrolyte sa diha nga ang battery inagas,

Ang electrolyte lead-acid battery mao ang usa ka rechargeable nga solusyon sa sulfuric acid sa usa ka kemikal nga putli distilled nga tubig uban sa usa ka konsentrasyon sa interes sa 30% sa bug-os nga katungdanan. Net acid nga adunay usa ka Densidad sa 1,835 g / cm ^3, electrolyte - mahitungod sa 1.300 g / cm ^3. Sa diha nga ang battery ipagawas, kini electrochemical mga reaksiyon mahitabo nga miresulta sa sulfuric acid mipahawa gikan sa electrolyte. konsentrasyon sa mga solusyon agad hapit ang nagkaigo sa Densidad, mao nga kinahanglan kini pagkunhod tungod sa pagkunhod sa electrolyte konsentrasyon.

Samtang sa pagtuman kasamtangan nga nag-agos pinaagi sa battery acid ang kaylap nga gigamit duol sa iyang mga electrodes ug ang electrolyte mas dilute. acid pagkatay, pagkanap gikan sa kinatibuk-ang gidaghanon sa mga electrolyte ug sa electrode palid nagsuporta gibana-bana nga kanunay nga intensity sa kemikal nga mga reaksiyon ug, busa, ang output boltahe.

Sa sinugdanan sa pagtuman proseso sa pagkatay, pagkanap sa acid electrolyte sa plate mahitabo sa madali tungod kay ang resulta sulfate uban sa pa og mga lungag sa aktibo nga materyal nga sa mga electrodes. Sa diha nga sulphate magsugod sa pagporma ug pun-on sa mga lungag sa mga electrodes, ang pagkatay, pagkanap nagkinahanglan ibutang nga mas hinay-hinay.

Teoriya nga kini mao ang posible nga sa pagpadayon sa pagtuman ingon sa kadugayon nga sa tanan nga acid dili gamiton, ug ang electrolyte nga gilangkuban sa lunsay nga tubig. Apan, kasinatian nagpakita nga ang-ang kinahanglan nga dili magpadayon human sa electrolyte Densidad nagatulo sa 1,150 g / cm ^3.

Sa diha nga ang Densidad pagminus, mga pagmobu gikan sa 1,300 ngadto sa 1,150, nga nagpasabot nga daghan sulfate naporma sa panahon sa reaksyon, ug kini mipuno sa tanan nga mga lungag sa aktibo nga nga materyal diha sa mga palid, ie. E. Gikan sa solusyon na pinili nga dul-an sa tanan nga sulfuric acid. Densidad Ang agad sa konsentrasyon proporsiyon, ug sa samang paagi, sa Densidad sa mga sugo sa battery-agad. Fig. sa ubos nagpakita sa pagsalig sa battery electrolyte Densidad.

Ang pag-usab sa Densidad sa mga electrolyte, ang labing maayo nga paagi sa pagtino battery pagtuman sa estado, nga gihatag nga kini sa tukma nga paagi nga gigamit.

Sa taknaan sakyanan battery pagtuman depende sa electrolyte Densidad

Niini Densidad kinahanglan nga gisukod sa matag duha ka semana ug kinahanglan nga kanunay nga nagbantay sa pagbasa sa rekord alang sa umaabut nga paggamit.

Ang mas baga nga electrolyte, mas acid naglangkob niini ug ang labaw nga ang battery ang gisugo. Densidad 1,300-1,280 g / cm ³ nagpakita sa usa ka bug-os nga katungdanan. Kasagaran, sa pagsunod sa mga battery pagtuman degree vary depende sa electrolyte Densidad:

• 1,300-1,280 - bug-os nga nagsugo:
• 1,280-1,200 - labaw pa kay sa katunga sa walay sulod;
• 1,200-1,150 - nagsugo ubos pa kay sa katunga sa;
• 1,150 - hapit walay sulod.

Sa usa ka bug-os nga nagsugo sa battery sa atubangan sa sumpay sa iyang automotive suplay boltahe sa matag cell mao ang 2.5 ngadto sa 2.7 V. Sa diha nga ang load nga konektado, ang boltahe sa madali tulo ngadto sa mga 2.1 V alang sa tulo o upat ka mga minutos. Kini mao ang tungod sa sa pagtukod sa usa ka nipis nga layer sa tingga sulphate sa ibabaw sa nawong sa mga negatibo nga electrode mga palid ug sa taliwala sa mga lead layer ug ang metal peroxide positibo nga mga palid. Ang katapusan nga bili sa sa cell boltahe human sa usa ka road network nga nagdugtong gibana-bana nga 2,15-2,18 volts.

Sa diha nga kasamtangan nga nagsugod sa modagayday pinaagi sa battery sa panahon sa una nga takna sa operasyon, adunay usa ka boltahe drop sa 2 V tungod sa misaka internal cell pagbatok tungod sa pagtukod sa mas dagkong kantidad sa sulfate nga mipuno sa pores sa mga palid ug sa pagpili sa mga electrolyte acid. Wala madugay sa wala pa magsugod ang dagan sa sa kasamtangan nga Densidad sa mga electrolyte mao ang kinatas-an ug katumbas sa 1.300 g / cm ^3. Sa sinugdan kini underpressure mahitabo sa madali, apan ang mga timbang nga kahimtang tali sa Densidad sa acid duol sa mga palid ug sa kinadak electrolyte gidaghanon pagpili electrodes gisuportahan acid pagsulod sa bag-ong mga mga piraso acid gikan sa kinabag-an sa mga electrolyte. Ang average nga Densidad sa mga electrolyte nagpadayon sa pagkunhod makanunayon sa relasyon gipakita sa Fig. sa ibabaw. Human sa usa ka inisyal nga drop boltahe pagminus, mga pagmobu mas hinay-hinay, ang rate sa pagkunhod agad sa load battery. Oras nga proseso eskedyul sa pagtuman gipakita sa Fig. sa ubos.

Control sa kahimtang sa mga electrolyte sa battery

Aron sa pagtino sa Densidad hydrometer gigamit. Kini gilangkuban sa usa ka silyado nga bildo tube uban sa usa ka extension sa ubos nga katapusan, nga puno sa mercury o gipusil, ug usa ka graded scale sa ibabaw nga katapusan. scale Kini nga gimarkahan gikan sa 1,100 ngadto sa 1,300 sa nagkalain-laing mga intermediate nga mga prinsipyo, sama sa gipakita sa Fig. sa ubos. Kon ang hydrometer nga gibutang sa usa ka electrolyte, kini unlod ngadto sa usa ka giladmon. Mao kini ang kini mabalhin sa usa ka gidaghanon sa electrolyte, ug sa diha nga ang mga panimbang posisyon ang nakaabot, ang gibug-aton sa mga bakwit nga gidaghanon mahimong lang nga sama sa gibug-aton hydrometer. Sukad sa Densidad sa mga electrolyte katumbas sa ratio sa iyang gibug-aton sa gidaghanon, ug gibug-aton sa hydrometer nailhan, nan ang matag ang-ang sa pagpaunlod diha sa solusyon katumbas sa usa ka partikular nga Densidad niini. Ang ubang mga hydrometers adunay uban sa mga mithi sa scale Densidad, apan gitiman-an pinaagi sa "Akusado", "katunga sa usa ka digit", "Full pagtuman" o sa sama.