Umakini na msongamano wa asidi sulfuriki. utegemezi wa msongamano wa asidi sulfuriki mkusanyiko katika betri ya gari

Kuondokana na kujilimbikizia asidi sulfuriki - ni kemikali muhimu kwamba kuzalisha zaidi duniani kuliko kitu kingine chochote. mali ya kiuchumi ya nchi inaweza kuwa tathmini katika suala la asidi zinazozalishwa ndani sulfuriki.

mchakato dissociation

asidi sulfuriki ni kutumika katika hali ya ufumbuzi wa maji wa viwango mbalimbali. Yeye hupitia dissociation majibu katika hatua mbili, kuzalisha H ⁺ ions ni katika ufumbuzi.

H ₂ SO ₄ = H ^{+ +} HSO ₄ ^-;

HSO ₄ ^- = H ^{+ +} SO ₄ ^-2.

asidi sulfuriki ni nguvu, na hatua ya kwanza ya dissociation hutokea kwa haraka sana kwamba karibu wote wa molekuli ya awali kuvunja chini katika H ⁺ -ions na HSO ₄ ^-1 -ions (sulfate hidrojeni) katika ufumbuzi. Hivi karibuni sehemu disintegrate zaidi, ikitoa H ⁺ ions nyingine na kuacha sulfate ion (SO ₄ ^-2) katika ufumbuzi. Hata hivyo, hydrogensulfate, kuwa asidi dhaifu, bado ipo katika ufumbuzi wa H ⁺ na SO ₄ ^-2. Complete dissociation hutokea tu wakati wiani wa sulfuriki ufumbuzi ni karibu na wiani wa maji, r. F chini ya dilution ya juu.

Mali ya asidi sulfuriki

Ni maalum katika hisia kwamba wanaweza kutenda kama asidi za kawaida au oxidizer nguvu - kulingana na joto na utulivu. baridi ufumbuzi kuondokana na asidi sulfuriki humenyuka na chuma kazi ya kutoa chumvi (sulfate) na mageuzi ya gesi ya hidrojeni. Kwa mfano, majibu kati ya baridi kuondokana H ₂ SO ₄ (kuchukua hatua ya yake dissociation) na metali zinki kama ifuatavyo:

Zn + H ₂ SO ₄ = ZnSO ₄ + H _2.

moto kujilimbikizia sulfuriki, ambaye uzito ni kuhusu 1.8 g / cm ^3, haiwezi kuwa kama kioksidishaji, Akijibu na vifaa kwamba ni ujumla ajizi na asidi, kama vile kwa mfano shaba chuma. Wakati wa majibu, shaba imewekewa oksijeni, na wingi asidi hupungua, suluhisho inaundwa ya sulfate shaba (II) katika maji na gesi dioksidi sulfuri (SO ₂₎ badala ya hidrojeni, ambayo inatarajiwa kwa Akijibu asidi na chuma.

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

Kama kawaida walionyesha kwa msongamano wa ufumbuzi

Kwa kweli, mkusanyiko wa ufumbuzi yoyote inasemekana kwa njia tofauti, lakini mkusanyiko wengi sana kutumika kwa uzito. Inaonyesha idadi ya gramu ya solute katika uzito fulani au kiasi cha ufumbuzi au kutengenezea (kawaida 1000 g, 1000 cm ^3, 100 cm ³ na 1 dm ^3). Badala ya halaiki gramu wa dutu inaweza kuchukua kiasi, walionyesha katika fuko, - basi kupata mkusanyiko gego ya 1000 g au 1 dm ³ ufumbuzi.

Kama mkusanyiko gego kuamua kuhusiana si na kiwango cha ufumbuzi, lakini tu kwa kutengenezea, inaitwa molality ya ufumbuzi. Ni sifa kwa uhuru wa joto.

Mara nyingi uzito mkusanyiko unahitajika katika gramu kila gramu 100 ya kutengenezea. Kuzidisha takwimu hii kwa 100%, ni tayari juu ya asilimia ya uzito (kwa viwango). Yaani, njia hii ni mara nyingi hutumika kama kutumika kwa sulfuriki ufumbuzi.

Kila thamani ya suluhisho umakinifu, kuamua kwenye joto fulani, ni sambamba na msongamano maalum sana (kwa mfano, wiani wa sulfuriki ufumbuzi). Kwa hiyo, wakati mwingine ni sifa ufumbuzi. Kwa mfano, H ₂ SO ₄ ufumbuzi wa sifa asilimia mkusanyiko 95.72%, wiani wa 1.835 g / cm ³ katika t = 20 ° C. Jinsi ya kuamua viwango ya ufumbuzi, kama kupewa tu sulfuriki wiani? Meza ya kutoa mawasiliano hayo ni fixture ya kiada yoyote kwenye kemia jumla au uchambuzi.

MFANO mkusanyiko recalculation

Hebu kwenda kutoka mode moja ya kujieleza kwa mkusanyiko mwingine ufumbuzi. Tuseme kwamba tuna H ₂ SO ₄ ufumbuzi katika maji na 60% mkusanyiko wa maslahi. Sisi kwanza kufafanua wiani wa asidi sulfuriki sambamba. Meza zenye asilimia (safu ya kwanza) na msongamano sambamba ya mmumunyo wa maji H ₂ SO ₄ (wa nne safu), ni inavyoonekana hapa chini.

Ni huamua thamani ya taka ambayo ni sawa na 1.4987 g / cm ^3. Sasa mahesabu molarity ya ufumbuzi. Kwa hiyo ni muhimu kwa kuamua wingi wa H ₂ SO ₄ katika lita 1 ya ufumbuzi na idadi inayolingana ya fuko la asidi.

Volume, ambayo kuchukua 100 g ya ufumbuzi internet:

100 / 1,4987 = 66,7 ml.

Kwa kuwa katika 66.7 ml ya 60% ufumbuzi zilizomo 60 g ya asidi katika lita 1 ya hiyo itakuwa na:

(60 / 66.7) x 1000 = 899, 55 g.

sulfuriki gego uzito sawa na 98. Hivyo, idadi ya moles zilizomo katika 899.55 g ya gramu wake, itakuwa:

899,55 / 98 = 9,18 mole.

utegemezi wa msongamano wa asidi sulfuriki mkusanyiko ni inavyoonekana katika Mtini. hapa chini.

matumizi ya asidi sulfuriki

Ni kutumika katika viwanda mbalimbali. Katika uzalishaji wa chuma na chuma ni kutumika kwa ajili ya kusafisha uso wa chuma kabla ya kufunikwa na dutu nyingine kushiriki katika kuundwa kwa dyes synthetic pamoja na aina nyingine ya asidi kama vile hidrokloriki na nitriki. Ni pia kutumika katika utengenezaji wa bidhaa za dawa, mbolea na mabomu, na bado ni reagent muhimu katika kuondoa uchafu kutoka mafuta yasiyosafishwa katika sekta kusafisha.

kemikali Hii ni muhimu sana katika maisha ya kila siku, na ni rahisi kupatikana kama sulfuriki ufumbuzi kutumika katika betri risasi-asidi (kwa mfano, wale ambao ni katika magari). asidi hiyo kwa jumla ina msongamano wa kutoka juu ya 30% hadi 35% H ₂ SO ₄ kwa uzito, usawa - maji.

Kwa maombi mengi ya watumiaji 30 H _2% SO ₄ itakuwa zaidi ya kutosha kukidhi mahitaji yao. Hata hivyo, katika sekta na inahitaji umakini juu zaidi ya asidi sulfuriki. Kwa kawaida, wakati wa utengenezaji ni kwanza kupatikana kutosha kuondokana na kuingiwa na inclusions hai. kujilimbikizia hupatikana katika hatua mbili: kwanza, ilikuwa kubadilishwa 70%, na kisha - kwa hatua ya pili - ni kufufuka kwa 96-98%, ambayo ni parameter kikwazo kwa ajili ya uzalishaji faida kiuchumi.

wiani wa asidi sulfuriki na aina yake

Ingawa karibu 99% asidi sulfuriki unaweza kuwa kwa muda mfupi katika reflux, lakini hasara ya baadaye ya SO ₃ kwenye kiwango mchemko inapunguza mkusanyiko wa 98.3%. Kwa ujumla, aina na index 98% imara zaidi katika hifadhi.

daraja Commercial asidi kutofautiana katika mkusanyiko wake wa maslahi, na ambayo ni kuchaguliwa maadili hayo ambayo low crystallization joto. Hii inafanyika ili kupunguza hasara ya fuwele asidi sulfuriki kuharakisha wakati wa usafirishaji na hifadhi. aina kuu ni:

• mnara (nitrous) - 75%. Sulfuriki wiani wa darasa ni sawa na 1670 kg / m ^3. Kupata wake kinachojulikana. nitrous njia ambayo nitroso kusababisha kutibiwa (hii pia ni H ₂ SO _4, lakini kwa vile oksidi za nitrojeni zilizoyeyushwa) katika shule ya msingi ya kurusha calcined ghafi gesi zenye dioksidi sulfuri SO _2, katika minara lined (hivyo jina aina). Matokeo yake zilizotengwa asidi na oksidi za nitrojeni ambazo hutumika katika mchakato, na kurudi mzunguko wa uzalishaji.
• Mawasiliano - 92,5-98,0%. Sulfuriki wiani wa 98% ya darasa ni sawa na kilo 1,836.5 / m ^3. Pia zilizopatikana kutoka gesi roaster zenye SO _2, ambapo mchakato inajumuisha anhidridi dioxide oxidation ya SO ₃ na mawasiliano yake (hivyo jina daraja) na tabaka mbalimbali ya vanadium kichocheo kigumu.
• Oleum - 104.5%. wiani yake ni sawa na 1896.8 kg / m ^3. ufumbuzi huu wa SO ₃ H ₂ SO _4, ambapo sehemu ya kwanza ina 20%, na asidi - ni 104.5%.
• Juu ya daraja oleum - 114.6%. Ya msongamano - 2002 kg / m ^3.
• Betri - 92-94%.

Vipi betri ya gari

uendeshaji wa hii moja ya vifaa maarufu umeme ni msingi kabisa juu mchakato electrochemical kutokea mbele ya asidi sulfuriki maji.

Magari ya betri ina kuondokana sulfuriki electrolyte, na electrodes chanya na hasi katika mfumo wa sahani kadhaa. Chanya sahani ni ya maandishi nyenzo rangi nyekundu - ya kuongoza kaboni (PbO _2), na hasi - ya kijivu "sifongo" risasi (Pb).

Tangu electrodes ni za kuongoza au nyenzo leaded, aina hii ya betri mara nyingi huitwa risasi-asidi betri. Ya operability, t. E. voltage pato ni moja kwa moja kuamua na nini kwa sasa msongamano wa asidi sulfuriki (kg / m 3 au g / cm ^3), kujazwa katika betri kama electrolyte.

Nini kinatokea kwa electrolyte wakati betri yanayovuja,

electrolyte betri risasi-asidi ni suluhisho rechargeable ya asidi sulfuriki katika maji kemikali safi distilled na mkusanyiko wa maslahi ya 30% katika malipo kamili. asidi Net ina wiani wa 1.835 g / cm ^3, electrolyte - kuhusu 1.300 g / cm ^3. Wakati betri ni kuruhusiwa, ni electrochemical athari kutokea na kusababisha asidi sulfuriki kuondoka kutoka electrolyte. mkusanyiko wa ufumbuzi inategemea karibu sawia na msongamano, hivyo ni lazima kupunguza kutokana na kupungua kwa electrolyte umakini.

Mradi kutokwa sasa inapita asidi betri sana kutumika karibu electrodes yake na electrolyte inakuwa zaidi kuondokana. asidi utbredningen kutoka kiasi jumla ya electrolyte na sahani electrode inasaidia kiwango wastani wa mara kwa mara wa athari za kemikali na hivyo pato voltage.

Katika mwanzo wa utekelezaji wa mchakato wa usambazaji wa electrolyte asidi katika sahani hutokea haraka kwa sababu sulfate kusababisha pores bado alifunga katika nyenzo ya kazi ya electrodes. Wakati sulphate kuanza kuunda na kujaza pores ya electrodes, utbredningen unafanyika polepole zaidi.

Kinadharia inawezekana kuendelea kutekeleza mradi asidi zote haitatumika, na electrolyte itakuwa linajumuisha maji safi. Hata hivyo, uzoefu unaonyesha kuwa kiwango cha lazima kuendelea baada electrolyte wiani imeshuka kwa 1.150 g / cm ^3.

Wakati wiani itapungua kutoka 1,300 kwa 1,150, ambayo ina maana kwamba sulfate sana iliundwa wakati wa majibu, na hujaza pores katika nyenzo ya kazi kwenye sahani, yaani. E. Kutoka ufumbuzi tayari kuchaguliwa karibu acid kila sulfuriki. wiani inategemea mkusanyiko kwa uwiano, na vile vile, wiani wa malipo ya betri inategemea. Mtini. hapa chini linaonyesha utegemezi ya betri electrolyte wiani.

Kubadilisha wiani wa electrolyte, njia bora ya kuamua betri kutokwa hali, mradi ni vizuri kutumika.

Digrii kutokwa gari betri kulingana na electrolyte wiani

wiani ya lazima kupimwa kila baada ya wiki mbili na lazima daima kuwekwa kusoma rekodi kwa ajili ya matumizi ya baadaye.

electrolyte zaidi mnene, asidi zaidi ina na zaidi betri kushtakiwa. Density 1,300-1,280 g / cm ³ inaonyesha malipo kamili. Kwa kawaida, baada ya shahada ya betri kutokwa kutofautiana kulingana na electrolyte wiani:

• 1,300-1,280 - kikamilifu kushtakiwa:
• 1,280-1,200 - zaidi ya nusu tupu,
• 1,200-1,150 - kushtakiwa chini ya nusu;
• 1,150 - karibu tupu.

Katika betri kushtakiwa kikamilifu kabla ya kuunganisha gridi yake ya magari voltage wa kila seli ni 2.5 kwa 2.7 V. Mara mzigo ni kushikamana, voltage haraka unashuka kufikia 2.1 V kwa dakika tatu au nne. Hii ni kutokana na malezi ya safu nyembamba ya sulphate risasi juu ya uso wa sahani hasi electrode na kati ya safu ya kuongoza na peroksidi chuma sahani chanya. thamani ya mwisho ya voltage kiini baada ya mtandao wa barabara ya kuunganisha takriban 2,15-2,18 volts.

Wakati sasa huanza kati yake kwa njia ya betri wakati saa ya kwanza ya kazi, kuna voltage tone 2 V kutokana na kuongezeka kwa upinzani ndani ya kiini kutokana na malezi ya kiasi kikubwa cha sulfate ambayo hujaza pores ya sahani na uteuzi wa asidi electrolyte. Muda mfupi kabla ya kuanza kwa mzunguko wa msongamano wa sasa wa electrolyte ni maximal na sawa na 1.300 g / cm ^3. Kwanza mkondo wake underpressure hutokea kwa haraka, lakini kisha kuweka hali bora kati ya msongamano wa asidi karibu sahani na kikubwa electrolyte electrodes kiasi uteuzi mkono asidi kuingia vipande mpya acid kutoka wingi ya electrolyte. wiani ya wastani electrolyte inaendelea kupungua kasi juu ya uhusiano inavyoonekana katika Mtini. hapo juu. Baada ya awali tone voltage itapungua polepole zaidi, kiwango chake cha kupunguza inategemea mzigo betri. Wakati ratiba kutokwa mchakato inavyoonekana katika Mtini. hapa chini.

Udhibiti wa hali ya electrolyte katika betri

Kuamua wiani hydrometer kutumika. Ni linajumuisha muhuri kioo tube na kiendelezi mwisho ya chini, kujazwa na zebaki au risasi, na wadogo hadhi ya upande wa juu. Kiwango hiki kinachoitwa kutoka 1,100 hadi 1,300 na maadili mbalimbali kati, kama inavyoonekana katika Mtini. hapa chini. Kama hydrometer huwekwa katika electrolyte, itakuwa kuzama kwa kina fulani. Hivyo itakuwa kuondoa kiasi fulani cha electrolyte, na wakati nafasi ya msawazo kufikiwa, uzito wa kiasi makazi yao itakuwa tu sawa na uzito hydrometer. Kwa kuwa wiani wa electrolyte usawa uwiano wa uzito wake na kiasi, na uzito wa hydrometer inajulikana, basi kila ngazi ya kuzamishwa katika ufumbuzi inalingana na hasa msongamano wake. Baadhi hydrometers nayo na thamani za msongamano wadogo, lakini ni alama na "kushtakiwa", "nusu tarakimu", "Full kutokwa" au kama.