Теория работы свинцовых аккумуляторов

[8244]

Это все замечательно,  но неужели так трудно признать ошибку?    Сульфат на минусовом  электроде при  РАЗряде  АКБ  образуется или разлагается?   Аааа?   

никакой ошибки нет. Свинец окисляется по реакции
1. PbSO₄ + 2e^- -> Pb + SO₄^2- - 0.356
ЭДС здесь отрицательное, для 4-й реакции положительное, в сумме минус на минус даёт 2.04В. Если вас смущает направление стрелочки, можно записать так, что будет (по химии) абсолютно то же самое:
1. PbSO₄ + 2e^- <-> Pb + SO₄^2- - 0.356
Конечно, при разряде стрелочку, строго говоря, надо направить влево
1. PbSO₄ + 2e^- <- Pb + SO₄^2- - 0.356
Только при расчёте ЭДС это не имеет значения, т.к.электродный потенциал при этом, вроде-как, остаётся один и тот же.

Почему потребовалась неделя времени и вытерпеть поток  оскорблений и помоев, прежде чем получить верный ответ?

Извините, я не думал, что перенести из уравнения слева направо вызовет у Вас затруднения.


Когда разберётесь, сведите весь флейм в один пост, а я свои комментарии поудаляю. Слишком много нафлудили. Нужно чтобы было один вопрос - один пост.

[UDAV]

Извините, я не думал, что перенести из уравнения слева направо вызовет у Вас затруднения.

Может, пора выключить ерничество?  А то пользы мало.  Мне труда не составляет,  но мы вроде как собирались отправлять в тему  граждан, с химией знакомых очень поверхностно,  о них вы подумали?

А почищу я все, включая ваши  оскорбления(с орг-выводами)  когда  получу права на модерацию.   

Конечно, при разряде стрелочку, строго говоря, надо направить влево
1. PbSO₄ + 2e^- <- Pb + SO₄^2- - 0.356
Только при расчёте ЭДС это не имеет значения, т.к.электродный потенциал при этом, вроде-как, остаётся один и тот же.

Именно!  Влево.  Или сделать двустронней хотя бы.    Я неделю этого от вас добиваюсь.   Намекаю толсто и прозрачно что стрелочка вправо - и есть ваша ошибка.  А вы пишите "никакой ошибки нет".   Видимо признать  ошибку для вас не просто "трудно".   Невозможно - вот правильное слово. 

И,  кстати говоря,  никто не просил  производить расчет  ЭДС.    Сначала нужно 2 пары основных  формул   утвердить,  в   однозначном,  удобочитаемом для новичков,  виде.  С  ПРАВИЛЬНО направленными стрелочками.

[Alex_Soroka]

ключевые слова: ГИДРАТЫ, ГИДРОКСИДЫ...
(и обращаем внимание как учебник противоречит сам себе н аразных страницах... 





====================================================
поляризация.
перенапряжение
====================================================

[UDAV]

[user]8244[/user],


В любом случае  рахмат,   верный вариант формул вынесен  в первый пост.    С этим  закончим,   потом закрепим перенос  ионов,   потом (если будет желание)  посмотрим  что происходит  при выходе  АКБ  за  пределы нормальных параметров,  при   перезаряде, например.      Учебники  это  отлично,  там все кратко(сжато) удобно и понятно изложено.  Для студентов химфака    А я ставлю сверхзадачу  донести  знание  и до  всех остальных.

[8244]

// ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОДА. НАПРЯЖЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ


Кажись понял.

Нормальный потенциал электрода получен для равновесной системы, когда реакции в обе стороны (окисление и сопряжённое восстановление) протекают с одинаковой скоростью. Чтобы сместить равновесие влево или вправо, нужно, разумеется, изменить потенциал электрода относительно равновесного (а иначе с чего бы равновесию смещаться). Скажем, чем более отрицательное напряжение на электроде, тем более интенсивно электроны покидают металл, тем выше их концентрация у поверхности и тем чаще они поэтому вступают в ОВР с молекулами в растворе.

Процесс происходит в приповерхностном слое, значит он должен очень сильно зависить от состояния, состава и структуры поверхности (и, разумеется, от силы тока) Наверное, величина напряжения полярицации зависит также и от диффузионных свойств среды: в средах с более низким к-том диффузии зависимость поляризации от силы тока должна быть более сильной

[UDAV]

[user]8244[/user],  ну, как бы это  очевидно.    Оно еще зависит  от направления протекания реакций  и, соответственно, тока.     Но  если вы хотите  обсудить количественные параметры,   полагаю,  лучше это действительно делать в отдельной теме,  ибо тут будет больше практики,  чем теории.  ИМХО.

[8244]

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА

Своими словами:

Допустим, при потенциале не электроде превышающем равновесный (табличное значение) электроны покидают металл с определённой интенсивностью (шт/с*см²). Вообще говоря, чтобы выйти в раствор, электрону требуется совершить некоторую работу, связанную с преодолением сил кулоновского притяжения к атомам кристаллической решётки металла (преодолеть потенциальный барьер). Чем большую работу требуется при этом совершить, тем большее напряжение (при одной и той же интенсивности эмиссии) нужно приложить к металлу. В зависимости от свойств металла работа, затрачиваемая на перевод электрона из металла в раствор, будет различна. Теперь, если нас интересует какая-либо определённая реакция, то чтобы сравнить между собой электроды по их способности участвовать в данной реакции, нужно провести эту реакцию, каждый раз подбирая такое напряжение на электроде, чтобы выход продукта был равен некоторой наперёд заданной величине (скажем, 1мг/с или 1мл/с).

Полученное значение поляризации электрода получило название перенапряжение [выделения чего-либо, в данной реакции, на электроде данного сорта]. Например, для реакции восстановления H₂ на электроде это называется перенапряжением выделения водорода.

Хороший учебник. Надо бы добавить в список литературы

[yustas66]

Александр Васильевич, в вашем посту №62, На странице № 512, во втором абзаце с конца, второе предложение - ошибка. Нужно было напечатать вместо "заряд" - "разряд".

[Alex_Soroka]

Хороший учебник. Надо бы добавить в список литературы

я не уверен но по моему это он: http://alnam.ru/book_chem.php
Глинка Н.Л. Общая химия. 24-е изд. - Л.: Химия, 1985. - 702с.

http://alnam.ru/book_chem.php?id=190

P.S. От меня - все что пошло в Электрохимии после Фрумкина, надо читать с большой осторожностью.
Фрумкин задавил очень много перспективных и сложных направлений...

[yustas66]

Пролистывая страницы ТОЭ под редакцией Евдокимова, наткнулся на такую картинку. Нарисован процесс разряда аккумулятора, при этом на минусовой пластине - как в "теории двойной сульфатации", а на плюсовой оксид Pb2 О5 трансформируется в оксид Pb О2. И никакого сульфата свинца на плюсовой пластине. Через несколько страниц (рис. 3.9), такой-же рисунок, только уже заряда аккумулятора. И опять Pb О2 трансформируется в Pb2 О5. А на минусовой из сульфата - свинец. http://bookre.org/reader?file=1351675&pg=42. Что думаете господа?

[8244]

P2O5 - что за соединение? Свинец вроде бы не бывает в степени окисления 5.
Ссылку давать надо или скрин

Лучше всего статьи читать. Первичному материалу больше веры. Опять-таки, сразу  видно из какого пальца данные высосали. Какой-нибудь РСА или ЯМР, дающий точное процентное (а то и пространственное) распределение вещества и рассуждение типа "видимо так, потому что другого объяснения нет" - есть ведь разница. Кроме того, монографии здесь обсуждать нереально. А статьи - как раз формат.

Посмотрите в киберленинке. Там очень много статей по свинцу и не только

я не уверен но по моему это он:

Да,оно. Добавил в список литературы Там же можно скачать пока скан-pdf

[yustas66]

Вот поэтому я и написал - " что думаете, господа?". У свинца 4 валентных электрона, поэтому: Оксиды свинца -


Ряд оксидов свинца:

Pb2O, PbO, PbO2, Pb3O4, Pb2O3.                                                                                                           Возможно в учебнике опечатка. Но я склоняюсь к мысли, что автор в этом вопросе не компетентен. Хотя ... Мы все ЗДЕСЬ - не компетентны !!! Для того, чтобы ответить даже на самый простой вопрос, нужно иметь под рукой хим. лабораторию, с возможностью проведения анализа вещества. Одна банка здоровая, заряженная. Разобрали банку, сделали соскоб с пластин - убедились что ЭТО оксид свинца( какой-то из вышеперечисленных) и губчатый свинец. Другая банка разряженная. Разобрали банку, сделали соскоб - убедились что это сульфат свинца, или что там на самом деле. Есть подозрение на наличие сульфата кальция между токосъемами и намазкой (я в это не верю) - разобрали третью банку, с похожим диагнозом, сделали соскоб и убедились, есть там этот сульфат, или там его нет. "Мнимый заряд" - аналогично ! Упавшая кальциевая банка - милости прошу в лабораторию. И вот тогда нам будет точно известно, что ТАМ происходит. Что представляют из себя болезни аккумулятора. А так мы основываемся в своих размышлениях на "старых" и не только книжках. А в книжках можно написать все что угодно. И вот тогда, когда мы будем знать, что там на самом деле происходит, тогда и решение проблемы будет выглядеть логически оправданным.

[8244]

Для того, чтобы ответить даже на самый простой вопрос, нужно иметь под рукой хим. лабораторию, с возможностью проведения анализа вещества.

На простые и многие сложные вопросы ответы уже даны в статьях, посвящённых исследованиям физико-химических процессов в СА. Сначала нужно изучить и систематизировать чужой опыт.

[yustas66]

ПЕРЕНЕСЕНО

....Если -же аккумулятор заряжается от другого источника питания, то его сопротивление является сопротивлением нагрузки.

Еще поправочка. ЗУ должен быть (и обычно является) источником тока (а не напряжения) у которого внутр. сопротивление достаточно велико (больше чем у АКБ) и, в основном, оно и определяет общее сопротивление и ток в цепи.

Игорь, от вас я этого не ожидал. Любой источник питания, является ИСТОЧНИКОМ НАПРЯЖЕНИЯ, в первую очередь. А ток, который идет в цепи, зависит от нагрузки. Но мы "пользуем" СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ ПО ТОКУ источники питания, которые считывают ток и подстраивают напряжение питания под заданную величину тока. И никому не интересно знать внутреннее сопротивление ЗУ. Даже знать сопротивление аккумулятора никому не интересно. Если твой источник питания не может дать тот ток, который тебе нужен, возьми другой источник питания. Немного хочу сказать о сопротивлении аккумулятора. Когда батарея разряжена, её сопротивление МАЛО. Собственно ЭТО нужно рассматривать на молекулярном уровне. На разряженных пластинах много сульфата свинца. При подаче на акк. напряжения заряда, каждые 2 электрона взаимодействуют с одной молекулой сульфата. Это начало химической реакции заряда - ионизация этой молекулы. Формулу этого процесса все знают. При этом с другого электрода 2 электрона (от одной молекулы) направляются к другому выводу источника питания. Через аккумулятор протекает ток заряда. И этот ток зависит от приложенного напряжения и количества сульфата на пластине. Вот ЭТО можно назвать СОПРОТИВЛЕНИЕМ аккумулятора. По мере заряда и константе напряжения, на пластинах становится все меньше и меньше молекул сульфата свинца, готовых стать губчатым свинцом и оксидом свинца, на пластинах. И ток, соответственно, падает. Можно сказать, что сопротивление аккумулятора увеличивается. Ближе к концу заряда, молекул сульфата свинца становится очень мало, а напряжение  между пластинами увеличилось настолько, что начинается разложение воды в растворе электролита на водород и кислород - кипение. Вот так мне видится ЭТОТ процесс !!!

[ИС-Х]

Любой источник питания, является ИСТОЧНИКОМ НАПРЯЖЕНИЯ, в первую очередь.

А почему ИСТОЧНИК ТОКА во вторую?    Ведь без тока на кой он вообще нужен? Скажем, небольшой трансформатор является и тем и тем, смотря какая у него мощность в сравнении с нагрузкой. Для малой нагрузки он почти источник напряжения, а для серьезной - почти источник тока. Это зависит от его внутр. сопротивления по отношению к сопр. нагрузки.
На практике чаще используют стабилизированные источники (с ООС). А вот тут и проявляется разница какую ООС выбрать: по напряжению или по току. Идеальный стаб напряжения имеет нулевое собственное R, а идеальный стаб тока - бесконечное.
В быту обычно нужна ООС по напряжению, но для заряда нам нужна ООС по току, т.е. нужен источник тока (генератор тока, стаб тока) ибо заряжаем мы током, а не напряжением. Но и ООС по напряжению тоже нужна - она будет ограничивать напряжение без нагрузки.

Поэтому, если вы пишете "Если же аккумулятор заряжается от другого источника питания, то его сопротивление является сопротивлением нагрузки." применительно к стабу ТОКА, то это неправильно, ибо сопротивление стаба куда больше сопротивления АКБ.
И это все, что я хотел отметить без школьных философских теорий и первичности курицы или яйца.

[yustas66]

Потому что:  Ток появляется только тогда, когда мы подадим напряжение на нагрузку. Напряжение существует без тока, а ток без напряжения - нет! У вас в квартире розетка. Там есть напряжение, но тока между двумя "дырочками" нет. А подключите "туда" вилку с какой-нибудь нагрузкой, электробритву, например, да включите её и появится ток, который будет делать какую-то работу. Так и в ЗУ. Сей девайс вырабатывает постоянное напряжение (и не важно импульсное, или обычное). Его вы можете "увидеть" подключив к выводам тестер, даже не подключая аккумулятор. Но тока "там" нет. Хотя будет, очень маленький, через схему тестера. А когда вы подключите батарею, то тогда потечет ток нагрузки - зарядный, со всеми Отрицательными Обратными Связями. На последнее ваше предложение отвечать не буду. Как будто его там и не было.

[UstAlexei]

Все это прекрасно, Но какое отношение это имеет к теории работы аккумулятора?

[UDAV]

[user]UstAlexei[/user],  ну  он все таки источник тока   И напряжения на клеммах,  пока НРЦ    Ничего, пусть народ упражняется в теории, это хорошо,  глядишь узнают что  внутри АКБ   прохождение тока происходит за счет ионов а не электронов