Pb O2 H2 SO4 + H2 O

↓ ↓ ↓

H⁺ ← 2O^2– 2H⁺ SO₄^2-

↓

H₂ O

Pb SO₄

Рис. 2.1. Процесс разряда аккумулятора

Часть серной кислоты в электролите диссоциирована на положительные ионы водорода Н⁺ и отрицательные ионы кислотного остатка SO₄^2-. Губчатый свинец при разряде аккумулятора выделяет в электролит положительные ионы двухвалентного свинца РЬ²⁺. Избыточные электроны отрицательного электрода по внешнему участку замкнутой электрической цепи перемещаются к положитепьному электроду, где восстанавливают четырехвалентные ионы свинца РЬ⁴⁺ до двухвалентного свинца РЬ²⁺. Положительные ионы свинца РЬ²⁺ соединяются с отрицательными ионами кислотного остатка SO₄^2-, образуя на обоих электродах сернокислый свинец PbSО₄ (сульфат свинца).

При подключении аккумулятора к зарядному устройству электроны движутся к отрицательному электроду, нейтрализуя двухвалентные ионы свинца РЬ²⁺. На электроде выделяется губчатый свинец РЬ. Отдавая под влиянием напряжения внешнего источника тока по два электрона, двухвалентные ионы свинца РЬ²⁺ у положительного электрода окисляются в четырехвалентные ионы РЬ⁴⁺. Через промежуточные реакции ионы РЬ⁴⁺. соединяются с двумя ионами кислорода и образуют двуокись свинца PbO₂,

Химические реакции в свинцовом аккумуляторе описываются уравнением:

разряд

РЬО₂ + 2H₂SО₄ + РЬ2PbSО₄ + 2Н₂О.

заряд

Содержание в электролите серной кислоты и плотность электролита уменьшаются при разряде и увеличиваются при заряде. По плотности электролита судят о степени разряженности свинцового аккумулятора:

,

где – степень разряженности аккумулятора, %; – плотность электролита соответственно полностью заряженного и полностью разряженного аккумулятора при температуре 25°С, г/см²; – измеренная плотность электролита, приведенная к температуре 25°С, г/см³.

Расход кислоты у положительных электродов больше, чем у отрицательных. Если учитывать количество воды, образующейся у положительных электродов, то количество кислоты, необходимое для них в течение разряда, в 1,6 раза больше, чем для отрицательных. При разряде происходит незначительное увеличение объема электролита, а при заряде – уменьшение (около 1 см³ на 1 А·ч). На 1 А·ч электрической емкости расходуется: при разряде – свинца 3,86 г, диоксида свинца 4,44 г, серной кислоты 3,67 г, а при заряде – воды 0,672 г, сульфата свинца 11,6 г.

Дата добавления: 2014-12-27