29.03.2022. Группа: 411.
Предмет: Устройство и эксплуатация заправочных станций.
Электролиты, их виды и назначение, применение,
показатели качества, марки и свойства.
Основное применение электролитов — в промышленности: производство источников тока, батарей (гальванических элементов), аккумуляторов, электролитических конденсаторов.
В аналитической практике используются рН-метры и ионометры с электродами, заполненными солевыми электролитами. С их помощью измеряют не только уровень кислотности среды, но и содержание и концентрацию определенных элементов в веществах.
В электрохимической индустрии электролиты — основа растворов для гальванирования металлов: хромирования, кадмирования, цинкования, золочения, фосфатирования и пр. С помощью электролитов проводят травление металлов.
В медицине и биологии тоже имеют дело с электролитами. Диагностика многих заболеваний связана с определением характера водно-солевого и кислотно-щелочного баланса в организме.
Чаще всего мы сталкиваемся с электролитами в аккумуляторах, работающих в различных транспортных средствах. Без них автомобили, электровозы, локомотивы и т.п. просто не способны функционировать. Используются в них кислотные и щелочные электролиты. Оба типа имеют свои достоинства и недостатки.
Щелочной электролит — это раствор щелочи в воде. Как правило, используют гидроокись натрия, калия, лития или их комбинации.
Достоинства:
- долгий срок службы;
- высокая надежность;
- способны работать в широком диапазоне температур;
- при работе выделяется меньше токсичных газов;
- неприхотливы в эксплуатации, требуют меньшего обслуживания, чем кислотные;
- щелочные аккумуляторы меньше весят, не содержат свинец, не боятся тряски, сильных токов и коротких замыканий.
К сожалению, есть и недостатки:
- щелочные аккумуляторы дороже стоят;
- у них меньший к.п.д., меньшая величина э.д.с. (электродвижущая сила);
- не способны дать стартовый ток, необходимый для запуска двигателя автомобиля.
Щелочные электролиты преимущественно используются в электропогрузчиках и в шахтных электровозах, в локомотивах и электропоездах.
В автомобильной индустрии востребованы в основном кислотные аккумуляторы. Кислотный электролит — это раствор концентрированной серной кислоты в воде.
Достоинства аккумуляторов с кислотным электролитом:
- малый саморазряд;
- высокий к.п.д. и величина э.д.с.;
- простые, хорошо отработанные технологии обслуживания;
- способны выдавать высокий стартовый ток;
- гораздо дешевле щелочных.
К недостаткам можно отнести:
- большой вес;
- чувствительны к низким температурам — электролит может замерзнуть и вывести из строя весь аккумулятор;
- неэкологичны;
- требуют регулярного обслуживания.
Нельзя менять тип электролита в аккумуляторе. Щелочные заправляют только щелочью, кислотные — только кислотой.
В магазине можно недорого купить щелочные электролиты следующих видов:
- твердый калиево-литиевый;
- жидкий калиево-литиевый, плотность 1,27;
- жидкий калиево-литиевый, плотность 1,41.
Щелочной электролит калиево-литиевый, твердый - сплав гидроокиси лития и калия. Представляет собой порошкообразный или гранулированный продукт. Применяется для изготовления жидких электролитов с нужными характеристиками.
Щелочной электролит калиево-литиевый, жидкий, плотность 1,41 - состоит из гидроокиси калия, лития и дистиллированной воды. Представляет собой прозрачную жидкость с легким желтым оттенком. Применяется для заправки щелочных аккумуляторов, как правило, в электропогрузчиках и в шахтных электровозах. Может эксплуатироваться в широком температурном диапазоне: от -40 до +40°С.
Щелочной электролит калиево-литиевый, жидкий, плотность 1,27 - раствор, приготовленный из гидроокиси калия, гидроокиси лития и дистиллированной воды. Прозрачный, без запаха, с легким желтым оттенком. Применяется для заполнения щелочных аккумуляторов в горной и автомобильной индустрии. Рекомендуется для применения в условиях температуры окружающего воздуха от -30 °С.
Практически на всем протяжении эксплуатации автомобильной техники, водители сталкиваются с таким понятием как уровень и плотность электролита в аккумуляторе. Обслуживаемые батареи до сих пор в большинстве случаев вытесняют свои аналоги по некоторым техническим параметрам, одним и таких параметров является диапазон рабочих температур.
Жидкость для аккумуляторов представляет собой особый раствор из активных веществ необходимый для накопления и удержания внутренней энергии источника питания. От состава такого электропроводника зависит нормальная работа батареи, а также срок службы, который измеряется количеством циклов заряд-разряд. Непосредственно в самом растворе для АКБ происходит преобразование химической реакции в электричество в процессе зарядки. Многие современные источники питания работают на жидких электролитах.
Для обеспечения питания автомобильной техники применяются два основных вида электролита:
- щелочной;
- кислотный.
Основным минусом таких батарей является необходимость систематического осмотра и добавления дистиллированной воды в банки. Применять следует только качественные материалы иначе источник питания может выйти из строя.
Использование в аккумуляторе обычной воды приводит к осыпанию пластин и выходу батареи из строя.
Самым распространенным раствором, применяемым в автомобильных источниках, питания является кислотный. Такая специальная жидкость состоит из двух элементов:
- дистиллированная вода;
- кислота.
Для кислотных аккумуляторов есть одна особенность, их необходимо постоянно обслуживать, доливать кислоту или воду. Такие меры следует выполнять из-за испарения электролита в режиме эксплуатации, либо заряда.
Плотность и уровень электролита являются основными показателями, за которыми необходимо постоянно следить.
В качестве кислотной составляющей применяется раствор на основе серы (серная кислота). Такое вещество является очень опасным и может привести к химическим ожогам при попадании на кожные покровы или слизистую.
Серная кислота представляет собой маслянистую жидкость без цвета. Она хорошо растворяется в воде, при этом может выделяться значительное количество тепла. При нормальной температуре и без посторонних примесей имеет плотность 1,830 г/см3. Однако примеси все же могут содержаться в составе раствора, в нем могут находиться мышьяка, марганец, хлор и железо.
В процессе приготовления электролита необходимо применять очищенную от примесей воду. Категорически запрещается использовать водопроводную и речную, это приведет к необратимым реакциям в источнике питания. Допускается добавлять в раствор конденсат, образующийся в котельных установках повышенной мощности.
Для промышленного изготовления дистиллированной воды применяют специальные электрические дистилляторы. Установка мощностью 4 кВт имеет производительность до пяти литров в час.
Перед применением воды после очистки необходимо проверить содержание посторонних примесей в ней.
Для приготовления электролита необходимой концентрации необходимо руководствоваться следующими рекомендациями при подборе пропорций вещества:
Для того, чтобы приготовить электролит плотностью 1,3 г/см3 при температуре 150 С , при плотности водного раствора серной кислоты 1,4 г/см3 необходимо соблюдать пропорции :
воды – 0,284 л или кг;
водного раствора серной кислоты плотностью 1,4г/см3 – 0,726 л или 1,016 кг.
Изготовление электролита плотностью 1,3г/см3 из раствора из кислоты плотностью 1,83 г/см3 при 150 С рекомендуется по следующим пропорциям:
воды – 0,748 л или кг;
водного раствора серной кислоты – 0,302 л или 0,542 кг.
Существует еще один необходимый параметр, который следует учитывать это уменьшение количества изготовленного раствора кислоты и воды при понижении температуры.
В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи в каждой банке протекают химические реакции. Скорость взаимодействия напрямую зависит от вязкости электролита. Данный параметр характеризует процессы диффузии при разряде и заряде батареи. При повышении вязкости снижаются скорости реакций в электролите, происходит уменьшение внутренней емкости аккумулятора. Пониженная температура пагубно влияет на показания этого параметра, поэтому при установке источника питания следует учитывать это условие.
При полезных свойствах проводимости электролит имеет и характеристику сопротивления. Значение удельного сопротивления обратно пропорционально показаниям температуры окружающей среды.
Для сохранения широкого диапазона рабочих температур повышают плотность электролита. Так, у электролита с плотностью 1,3 г/см3 при температуре 150 С, температура замерзания составит -720 С.
В современные пусковые аккумуляторы заливают проводниковый раствор значением плотности 1,3 г/см3, это позволяет сохранить полезные свойства в суровых условиях эксплуатации, а также продлить срок годности.
Щелочной электролит состоит из щелочной составляющей и дистиллированной воды. Щелочь представляет собой соединения на основе калия (КОН) или лития. КОН- твердое вещество белого цвета, полностью растворяется в воде при этом выделяется тепло. Электролит для щелочных аккумуляторов изготавливают трех видов:
- высший, с содержанием КОН до 96%;
- категории А до 92%;
- категория В до 88%.
В процессе производства щелочного электролита необходимо соблюдать меры предосторожности, так как едкий калий является опасным веществом.
Рекомендуемая плотность для АКБ указывается в паспорте источника питания при изготовлении. Производители при нормальном режиме работы заливают электролит со значением 1,21 г/см3, в зимний период концентрация щелочи в нем прибавляется до значения 1,27 г/см3.
При выходе из строя источника питания необходимо заменить его на новый. Тогда возникает вопрос, а куда деть старый. В настоящее время существует большое число пунктов приема и утилизации отработавших аккумуляторов. Специальные станции переработки электролита нейтрализуют вредные вещества в нем, при этом оберегая окружающую среду от опасности загрязнения.
Изготовление электролита самостоятельно это трудоемкий и опасный процесс, поэтому целесообразнее будет приобрести готовый в магазине. Заводская жидкость, приготовленная с соблюдением всех технологий, значительно увеличит срок службы аккумулятора и убережет от опасного осыпания пластин внутри батареи.
Тема: Электролиты, их виды и назначение, применение, показатели качества,
марки и свойства.
Изучить: - назначение электролитов;
- виды электролитов;
- преимущества и недостатки различных видов электролитов;
- электролиты для автомобильных аккумуляторов;
- состав аккумуляторных электролитов и их приготовление;
- свойства электролитов.
Источник: Эксплуатационные материалы дорожных и строительных машин.
Интернет издания.
Комментарии
Отправить комментарий