اسید باتری چیست؟ حقایق درباره اسید سولفوریک

اسید باتری می تواند به هر اسیدی که در یک سلول شیمیایی یا باتری استفاده می شود، اشاره کند، اما معمولاً این اصطلاح به اسید استفاده شده در باتری های سرب-اسید، مانند آنهایی که در وسایل نقلیه موتوری یافت می شود، اطلاق می شود.

اسید باتری خودرویی شامل 30-50% اسید سولفوریک (H2SO4) در آب است. معمولاً غلظت اسید بین 29% تا 32% می باشد و چگالی آن 1.25–1.28 کیلوگرم بر لیتر و غلظت آن بین 4.2 تا 5 مول بر لیتر است. pH اسید باتری تقریباً 0.8 است.

اسید باتری چیست؟

• اسید باتری نام عمومی اسید سولفوریک (در ایالات متحده) یا اسید سولفوریک (در بریتانیا) است.
• اسید سولفوریک یک اسید معدنی با فرمول شیمیایی H2SO4 است.
• در باتری های سرب-اسید، غلظت اسید سولفوریک در آب بین 29% و 32% یا بین 4.2 مول/L و 5.0 مول/L است.
• اسید باتری به شدت خورنده بوده و می تواند سوختگی های شدید ایجاد کند.
• معمولاً اسید باتری در ظروف شیشه ای یا دیگر ظروف غیر حساس نگهداری می شود.

ساختار و واکنش شیمیایی

یک باتری سرب-اسید شامل دو صفحه سربی است که توسط مایعی یا ژلی که اسید سولفوریک در آب دارد، جدا شده اند. این باتری قابل شارژ است و واکنش های شیمیایی شارژ و دشارژ در آن انجام می شود. هنگامی که باتری در حال استفاده است (دشارژ)، الکترون ها از صفحه منفی به صفحه مثبت حرکت می کنند.

واکنش صفحه منفی به صورت زیر است:

Pb(s) + HSO4-(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2 e-

واکنش صفحه مثبت به صورت زیر است:

PbO2(s) + HSO4- + 3H+(aq) + 2 e- → PbSO4(s) + 2 H2O(l)

که می توان آن را به صورت کلی ترکیب کرد:

Pb(s) + PbO2(s) + 2 H2SO4(aq) → 2 PbSO4(s) + 2 H2O(l)

شارژ و دشارژ

هنگامی که باتری کاملاً شارژ شده باشد، صفحه منفی سرب است، الکترولیت اسید سولفوریک غلیظ است و صفحه مثبت دی اکسید سرب است. اگر باتری بیش از حد شارژ شود، الکترولیز آب، گاز هیدروژن و گاز اکسیژن تولید می کند که از بین می روند. برخی از انواع باتری ها اجازه می دهند که آب برای جبران این خسارت اضافه شود.

هنگامی که باتری دشارژ می شود، واکنش معکوس موجب تشکیل سولفات سرب بر روی هر دو صفحه می شود. اگر باتری کاملاً دشارژ شده باشد، نتیجه دو صفحه سولفات سرب یکسان است که با آب جدا شده اند. در این مرحله، باتری به طور کامل مرده محسوب می شود و نمی تواند دوباره شارژ شود.

نام های اسید سولفوریک

نامیدن اسید سولفوریک به عنوان "اسید باتری" نشان دهنده غلظت اسید است. واقعاً نام های مختلفی برای اسید سولفوریک وجود دارد که معمولاً کاربرد آن را منعکس می کند.

• غلظت کمتر از 29% یا 4.2 مول بر لیتر: نام عمومی آن اسید رقیق سولفوریک است.
• 29-32% یا 4.2-5.0 مول بر لیتر: این غلظت اسید باتری است که در باتری های سربی-اسیدی یافت می شود.
• 62%-70% یا 9.2-11.5 مول بر لیتر: این غلظت اسید اتاق یا اسید کود است. این غلظت اسید از طریق فرآیند اتاق سرب تولید می شود.
• 78%-80% یا 13.5-14.0 مول بر لیتر: این اسید برجی یا اسید گلاور است. این غلظت اسید از ته برج گلاور بازیابی می شود.
• 93.2% یا 17.4 مول بر لیتر: نام عمومی این غلظت اسید سولفوریک، اسید 66 °Bé ("اسید 66 درجه بومه") است. این نام بر اساس چگالی اسید با استفاده از هیدرومتر است.
• 98.3% یا 18.4 مول بر لیتر: این اسید سولفوریک غلیظ است. در حالی که امکان تولید اسید سولفوریک تقریباً 100% وجود دارد، اما این ماده شیمایی در نزدیکی نقطه جوش خود SO3 را از دست می دهد و در نتیجه به 98.3% تبدیل می شود.

ویژگی های اسید باتری

• اسید باتری بسیار خورنده است. این ماده با پوست و غشاء مخاطی به شدت واکنش نشان می دهد و مقدار زیادی حرارت آزاد می کند.
• این یک مایع قطبی است.
• اسید باتری دارای هدایت الکتریکی بالایی است.
• اسید باتری خالص بی رنگ است، اما این اسید به راحتی ناخالصی ها را جذب کرده و رنگش تغییر می کند.
• این ماده قابل اشتعال نیست.
• اسید باتری بدون بو است.
• چگالی اسید باتری تقریباً دو برابر چگالی آب است، با چگالی 1.83 گرم بر سانتی متر مکعب.