Konsantrasyon an ak dansite menm lè nan asid la silfirik. depandans la nan dansite la nan konsantrasyon nan asid silfirik nan batri a machin

Delye ak konsantre asid silfirik - li se pwodwi chimik tèlman enpòtan yo ke yo pwodwi plis nan mond lan pase nenpòt lòt sibstans. ka Ekonomik richès nan peyi a ap evalye an tèm de pwodwi asid ladan l 'silfirik.

pwosesis izolman

se asid silfirik yo itilize nan fòm lan nan solisyon akeuz nan konsantrasyon divès kalite. Li subi reyaksyon izolman nan de etap, pwodwi H ⁺ iyon yo nan solisyon an.

H ₂ SO ₄ = H ^{+ +} HSO ₄ ^-;

HSO ₄ ^- = H ^{+ +} SO ₄ ^-2.

asid silfirik se yon fò, ak etap nan premye nan izolman fèt tèlman rapid ke nòmalman tout nan molekil la orijinal kraze desann nan H ⁺ -ions ak HSO ₄ ^-1 -ions (idwojèn silfat) nan solisyon an. Dènye pasyèlman dezentegre pi lwen, divilge H ⁺ iyon lòt epi kite yon ion silfat (SO ₄ ^-2) nan solisyon an. Sepandan, hydrogensulfate, yo te yon asid fèb, toujou Vanport nan yon solisyon nan H ⁺ ak SO ₄ ^-2. Ranpli izolman li rive sèlman lè dansite la nan solisyon an asid silfirik se fèmen nan dansite la nan dlo, r. F anba dekonsantrasyon segondè.

Pwopriyete asid silfirik

Li se espesyal nan sans ke li kapab aji kòm yon asid konvansyonèl oswa yon oksidan fò - depann sou tanperati a ak konsantrasyon. Yon solisyon dilution frèt nan asid silfirik reyaji ak metal la aktif bay sèl la (silfat) ak evolisyon a nan gaz idwojèn. Pou egzanp, reyaksyon ki genyen ant frèt dilution H ₂ SO ₄ (an konsideran li izolman plen etap) ak zenk metalik jan sa a:

Zeng + H ₂ SO ₄ = ZnSO ₄ + H _2.

cho konsantre asid la silfirik, ki gen dansite se sou 1.8 g / cm ^3, kapab aji kòm yon oksidan, reyaji ak materyèl ki yo jeneralman inaktif nan asid, tankou pou egzanp kòb kwiv mete metalik. Pandan reyaksyon an, se kòb kwiv mete nan soksid, epi li se mas la asid redwi, se yon solisyon fòme nan silfat kwiv (II) nan dlo ak gaz dyoksid souf (SO ₂₎ olye pou yo idwojèn, ki ta dwe espere pa reyaji asid la ak yon metal.

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

Kòm jeneralman eksprime konsantrasyon nan solisyon

Aktyèlman, ka konsantrasyon an nan nenpòt ki solisyon dwe manifeste li nan diferan fason, men konsantrasyon an pi lajman itilize pa pwa. Li montre ki kantite gram solite nan yon pwa sèten oswa volim nan solisyon an oswa sòlvan (tipikman 1000 g, 1000 cm ^3, 100 cm ³ ak 1 dm ^3). Olye pou yo mas la nan gram nan yon sibstans ki sou ka pran kantite a, ki eksprime nan mòl, - Lè sa a jwenn nan konsantrasyon nan molè nan 1000 g oswa 1 dm ³ solisyon.

Si konsantrasyon nan molè detèmine nan relasyon pa kantite lajan an nan solisyon an, men se sèlman nan sòlvan an, yo rele sa molality nan solisyon an. Li se karakterize pa endepandans la nan tanperati a.

Anpil fwa konsantrasyon nan pwa endike nan gram pou chak 100 gram sòlvan. Miltipliye figi sa a pa 100%, li se prepare sou yon pousan pwa (pou chak konsantrasyon). Ki se, se metòd sa a itilize pi souvan kòm aplike nan yon solisyon asid silfirik.

Chak valè de konsantrasyon nan solisyon, detèmine nan yon tanperati bay yo, li koresponn ak yon dansite trè espesifik (egzanp, dansite la nan solisyon asid silfirik). Se poutèt sa, pafwa li ki karakterize solisyon. Pou egzanp, H ₂ SO ₄ solisyon, karakterize konsantrasyon pousantaj 95.72%, yon dansite nan 1,835 g / cm ³ nan t = 20 ° C. Ki jan yo detèmine konsantrasyon nan tout moun ki tankou yon solisyon, si yo bay sèlman silfirik asid dansite? Table bay korespondans sa yo se yon aparèy nan nenpòt ki liv sou chimi jeneral oswa analyse.

EGZANP konsantrasyon rekalkile montan an

Se pou ale soti nan yon mòd nan ekspresyon nan yon lòt konsantrasyon solisyon. Sipoze ke nou gen H ₂ SO ₄ solisyon nan dlo ak 60% konsantrasyon nan enterè yo. Nou premye defini dansite la nan asid silfirik ki koresponn lan. Table ki gen pousantaj (premye kolòn) ak dansite menm lè ki koresponn lan nan solisyon an akeuz nan H ₂ SO ₄ (katriyèm kolòn), yo montre anba a.

Li detèmine valè a vle ki se egal a 1,4987 g / cm ^3. Nou kounye a kalkile molarity molarite nan solisyon an. Pou sa li nesesè detèmine mas la nan H ₂ SO ₄ nan 1 lit solisyon ak nimewo ki koresponn lan nan mòl nan asid.

Volim, ki rete nan 100 g nan solisyon stock:

100 / 1,4987 = 66,7 ml.

Depi nan 66.7 mL nan 60% solisyon ki genyen 60 g nan asid la nan 1 lit li pral gen ladan:

(60 / 66,7) x 1000 = 899, 55 g.

silfirik pwa molè asid egal a 98. Pakonsekan, ki kantite mòl genyen nan yo nan 899,55 g nan gram li yo, yo pral:

899,55 / 98 = 9,18 mol.

se depandans a nan dansite la nan konsantrasyon nan asid silfirik montre nan Fig. anba a.

Itilize nan asid silfirik

Li se itilize nan endistri divès kalite. Nan pwodiksyon an nan fè ak an asye ki itilize pou netwaye sifas la metal anvan li kouvri ak yon lòt sibstans ki patisipe nan kreyasyon an nan teintures sentetik osi byen ke lòt kalite asid tankou HYDROCHLORIC ak nitrique. Li se tou yo itilize nan envantè de pwodwi pharmaceutique yo, angrè ak eksplozif, epi li toujou se yon reaktif enpòtan nan retire enpurte soti nan lwil oliv la brut nan endistri a raffinage.

pwodui chimik Sa a se trè itil nan lavi chak jou, epi ki se fasil ki disponib kòm yon solisyon asid silfirik yo itilize nan pil plon-asid (egzanp, sa yo ki nan otomobil). asid sa yo jeneralman gen yon konsantrasyon nan soti nan sou 30% a 35% H ₂ SO ₄ pa pwa, balans la - dlo.

Pou aplikasyon pou konsomatè anpil 30% H ₂ SO ₄ pral plis pase ase yo satisfè bezwen yo. Sepandan, nan endistri a epi li mande yon konsantrasyon pi wo nan asid silfirik. Tipikman, pandan envantè li se premye jwenn ase dilution ak ki kontamine ak enklizyon òganik. Se asid konsantre jwenn nan de etap: premye, li te ajiste a 70%, ak Lè sa a - nan yon etap dezyèm - se leve soti vivan nan 96-98%, ki se paramèt la limite pou pwodiksyon ekonomikman solid.

dansite la nan asid la silfirik ak varyete li yo

Malgre ke prèske 99% asid silfirik kapab yon ti tan nan rflu, men pèt ki vin apre a SO ₃ nan pwen an bouyi diminye konsantrasyon nan 98.3%. An jeneral, espès yo ak endèks 98% an plis ki estab nan depo.

asid klas Komèsyal varye nan konsantrasyon li yo nan enterè, ak pou ki li se chwazi valè sa yo nan ki tanperati a kristalize ki ba. Sa a se fè diminye pèt la nan kristal asid silfirik provoqués pandan transpò ak depo. Varyete yo prensipal yo se:

• gwo kay won an (protoksid) - 75%. Silfirik dansite asid nan klas la ki egal a 1670 kg / m ^3. Jwenn l 'sa yo rele. protoksid metòd nan ki nitrozo la ki kapab lakòz trete (sa a se tou H ₂ SO _4, Men, se avèk oksid nitwojèn fonn) nan nan prensipal tire gaz nan kalsine gaz anvan tout koreksyon ki gen souf SO _2, nan gwo fò won aliyen (kon sa varyete yo non). Kòm yon rezilta resevwa lajan asid ak nitwojèn oksid ki pa boule nan pwosesis la, yo tounen tounen yo sik la pwodiksyon an.
• Kontakte - 92,5-98,0%. Silfirik dansite asid nan 98% nan klas la ki egal a 1836,5 kg / m ^3. Li te tou jwenn nan gaz torefakteur ki gen SO _2, kote pwosesis la konprann ANHYDRIDE oksidasyon gaz nan sa ₃ ak kontak li yo (kon sa klas ki non) ak kouch miltip nan katalis Vanadyòm solid.
• Lwil oliv - 104.5%. dansite li yo ki egal a 1896,8 kg / m ^3. Sa a solisyon nan SO ₃ nan H ₂ SO _4, kote eleman nan premye gen 20%, ak asid - se 104.5%.
• High-klas lwil oliv - 114.6%. dansite li yo - 2002 kg / m ^3.
• Battery - 92-94%.

Kijan batri a machin

Se operasyon an nan yon sèl sa a nan aparèy yo ki pi popilè elektrik ki baze antyèman sou pwosesis yo electrochemical ki fèt nan prezans nan asid silfirik akeuz.

Otomobil batri gen delye silfirik elektwolit asid, ak elektwòd pozitif ak negatif nan fòm lan nan plizyè plak. plak pozitif yo te fè nan yon materyèl ti tach koulè wouj-mawon - nan gaz plon (PBO _2), ak negatif - nan grizatr "eponj" plon (Pb).

Depi elektwòd yo yo te fè nan plon oswa materyèl plon, se sa a ki kalite batri souvan yo rele batri plon-asid. se li sanble devni, t. E. vòltaj la pwodiksyon dirèkteman detèmine pa sa ki nan moman sa a dansite la nan asid silfirik (kg / m3 oswa g / cm ^3), ki te ranpli nan batri a kòm elektwolit la.

Ki sa ki k ap pase ak elektwolit nan lè ranvwa yo batri,

elektwolit batri a plon-asid se yon solisyon rechargeable nan asid silfirik nan yon dlo pwodui chimik pi bon kalite distile ak yon konsantrasyon nan enterè nan 30% nan chaj plen. asid Net gen yon dansite nan 1,835 g / cm ^3, elektwolit - sou 1.300 g / cm ^3. Lè yo batri a egzeyate, li reyaksyon electrochemical yo rive sa ki lakòz asid la silfirik retire nan elektwolit a. konsantrasyon nan solisyon an depann prèske pwopòsyonèl nan dansite la, se konsa li ta dwe diminye akòz diminisyon a nan konsantrasyon elektwolit.

Osi lontan ke aktyèl la egzeyat koule nan se asid batri a lajman ki itilize tou pre elektwòd li yo ak elektwolit la vin pi dilution. difizyon asid soti nan volim nan total de elektwolit a ak plak yo electrodes sipòte entansite apeprè konstan nan reyaksyon chimik ak, kontinwe, vòltaj la pwodiksyon.

Nan kòmansman an nan pwosesis la egzeyat nan difizyon nan elektwolit nan asid nan plak la fèt byen vit, paske silfat la ki kapab lakòz ak ankò bay nòt porositë nan materyèl la aktif nan elektwòd yo. Lè sulfat kòmanse yo fòme, epi nwasi porositë yo nan elektwòd yo, difizyon nan pran plas pi dousman.

Teyorikman li se posib yo kontinye dechaje osi lontan ke tout asid pa pral dwe itilize, epi yo pral elektwolit a dwe konpoze de dlo byen pwòp. Sepandan, eksperyans montre ke nivo a pa ta dwe kontinye apre dansite la elektwolit tonbe nan 1,150 g / cm ^3.

Lè dansite a diminye soti nan 1,300 1,150, ki vle di ki te pi silfat fòme pandan reyaksyon an, epi li plen tout porositë nan materyèl la aktif sou plak yo, sa vle di. E. Soti nan solisyon an deja chwazi prèske tout asid silfirik. dansite a depann sou konsantrasyon an Prorate, ak Menm jan an tou, dansite la nan chaj la nan batri a depann. Fig. anba a montre depandans a nan dansite batri elektwolit.

Chanje dansite la nan elektwolit a, vle di yo pi byen nan pou detèmine si eta egzeyat batri, bay ke li se byen itilize.

Degre egzeyat batri machin depann sou dansite la elektwolit

dansite li yo ta dwe mezire chak de semèn, epi yo dwe toujou dwe rete lekti dosye a pou itilize nan lavni.

elektwolit la pi dans, plis asid la li gen ak plis ankò nan se batri a chaje. Dansite 1,300-1,280 g / cm ³ endike yon chaj plen. Tipikman, sa yo degre nan egzeyat batri varye depann sou dansite la elektwolit:

• 1,300-1,280 - konplètman chaje:
• 1,280-1,200 - plis pase mwatye vid;
• 1,200-1,150 - chaje mwens pase mwatye;
• 1,150 - prèske vid.

Nan yon batri byen chaje anvan konekte vòltaj otomobil ekipman pou li yo nan chak selil se 2.5 a 2.7 V. Le pli vit ke se chay la konekte, vòltaj la byen vit desann nan sou 2.1 V pou twa oswa kat minit. Sa a se akòz fòmasyon nan yon kouch mens nan sulfat plon sou sifas la nan plak yo electrodes negatif ak ant kouch nan plon ak oksijene an metal plak pozitif. Valè a final la nan vòltaj nan selil apre yon rezo wout konekte apeprè 2,15-2,18 vòlt.

Lè kounye a kòmanse koule atravè batri a pandan lè nan premye nan operasyon an, gen yon gout vòltaj nan 2 V akòz ogmante rezistans selilè entèn akòz fòmasyon nan pi gwo kantite nan silfat ki plen porositë yo nan plak yo ak seleksyon an nan asid la elektwolit. Yon ti tan anvan yo kòmanse nan koule nan nan dansite aktyèl la nan elektwolit a se maksimòm ak egal a 1.300 g / cm ^3. Okòmansman li underpressure rive byen vit, men Lè sa a mete eta a balanse ant dansite la nan asid tou pre plak yo ak anpil elektwolit elektwòd seleksyon volim sipòte asid k ap antre nan nouvo moso asid soti nan èstime nan elektwolit a. dansite an mwayèn nan elektwolit la ap kontinye diminye piti piti sou relasyon ki montre nan Fig. pi wo a. Apre yon gout premye vòltaj diminye pi dousman, pousantaj li yo nan rediksyon depann sou chay la batri. se tan pwosesis orè egzeyat montre nan Fig. anba a.

Kontwòl nan eta a nan elektwolit a nan batri a

Pou detèmine idromètr nan dansite itilize. Li konpose de yon tib an vè sele ak yon ekstansyon nan fen a pi ba, plen ak mèki oswa piki, ak yon echèl resevwa nòt sou fen a anwo kay la. echèl sa a ki make soti nan 1,100 1,300 ak valè divès kalite entèmedyè, jan yo montre nan Fig. anba a. Si se idromètr la mete yo nan yon elektwolit, li pral koule nan yon pwofondè sèten. Se konsa, li pral deplase yon volim sèten nan elektwolit, ak lè se pozisyon an ekilib rive jwenn, pwa a nan volim nan deplase pral jis egal a idromètr nan pwa. Depi dansite la nan elektwolit a egal rapò a nan pwa li yo ak volim, epi li se pwa nan idromètr la li te ye, lè sa a chak nivo nan imèsyon nan solisyon an koresponn ak yon dansite patikilye li yo. Gen kèk hydrometers genyen ak valè yo nan echèl la dansite, men yo te make pa "chaje", "mwatye yon chif", "Tout egzeyat" oswa renmen an.