Свинцовый аккумулятор как фиксатор углекислого газа.

[Анатолий Алтухов]

Многоуважаемые химики, помогите, пожалуйста знаниями в теоретической возможности протекания цепи указанных реакций в указанном видоизмененном устройстве на основе свинцовокислотного аккумулятора:

Аккумулятор заряжен, электролит с серной кислотой заменен на раствор сернокислого натрия (Na2SO4). Идет разряд аккумулятора на нагрузку.

Катод  Pb + SO4- -2e-> PbSO4

Анод    PbO2 + SO4- + H2O + 4Na+ +2e -> PbSO4 + 4NaOH

Суммарная реакция: Pb + PbO2 + 2Na2SO4 + 2H2O -> 2PbSO4 + 4NaOH

Пропускаем через электролит пузырьки воздуха с содержанием CO2 1%:

CO2 + NaOH -> NaHCO3

 

Заряд аккумулятора с образовавшимся гидрокарбонатом в электролите: 

Катод  PbSO4 + 2Na+ +2e-> Pb + Na2SO4

Анод  PbSO4 + HCO3- -2e-> PbO2 + H20 +CO2

 Суммарная рееация:

2PbSO4 + 2NaHCO3 -> Pb +PbO2 + Na2SO4 + H2O + 2CO2

Скажите, пожалуйста, возможно ли протекание указанных реакций в реальных условиях, или будут протекать какие-то побочные или промежуточные реакции с образованием каких-то комплексных солей в электролите?

 

 

[yatcheh]

1 час назад, Анатолий Алтухов сказал:

Многоуважаемые химики, помогите, пожалуйста знаниями в теоретической возможности протекания цепи указанных реакций в указанном видоизмененном устройстве на основе свинцовокислотного аккумулятора:

Аккумулятор заряжен, электролит с серной кислотой заменен на раствор сернокислого натрия (Na2SO4). Идет разряд аккумулятора на нагрузку.

Катод  Pb + SO4- -2e-> PbSO4

Анод    PbO2 + SO4- + H2O + 4Na+ +2e -> PbSO4 + 4NaOH

Суммарная реакция: Pb + PbO2 + 2Na2SO4 + 2H2O -> 2PbSO4 + 4NaOH

Пропускаем через электролит пузырьки воздуха с содержанием CO2 1%:

CO2 + NaOH -> NaHCO3

 

Заряд аккумулятора с образовавшимся гидрокарбонатом в электролите: 

Катод  PbSO4 + 2Na+ +2e-> Pb + Na2SO4

Анод  PbSO4 + HCO3- -2e-> PbO2 + H20 +CO2

 Суммарная рееация:

2PbSO4 + 2NaHCO3 -> Pb +PbO2 + Na2SO4 + H2O + 2CO2

Скажите, пожалуйста, возможно ли протекание указанных реакций в реальных условиях, или будут протекать какие-то побочные или промежуточные реакции с образованием каких-то комплексных солей в электролите?

 

 

 

Как вы думаете, почему для работы свинцово-кислотного аккумулятора требуется кислота определённой концентрации? И что происходит с тем аккумулятором, в котором кислота сильно разбавляется? 

А реакции, которые вы написали - это бред. Бумажная химия.

В реальном аккумуляторе свинец вообще не растворяется. Потенциал создаёт пара PbO/PbO2, а если образуется сульфат свинца - это капец аккумулятору.

Вы бы хоть бы интернет полистали по теме, прежде чем изобретательством заниматься.

[radiodetaleylubitel]

Еще щелочь будет растворять свинец, а карбонат осаждать его вне электродов.

[WASQ]

2 часа назад, yatcheh сказал:

Как вы думаете, почему для работы свинцово-кислотного аккумулятора требуется кислота определённой концентрации? И что происходит с тем аккумулятором, в котором кислота сильно разбавляется? 

 

Ну и что с ним происходит?

 

Сделайте эксперимент. Разрядите аккумулятор полностью (до 1.8 В на банку), слейте электролит и залейте туда дистиллитованную воду. Попробуйте зарядить в таком состоянии - он заряжается - проверено. Но не до плотности 1.27 как раньше а где-то до 1.20. При этом развивает номинальную емкость. Затем можно разряжать в ноль и ничего с ним не случается . У меня в таком режиме обычный классический аккумулятор без всяких кальциевых и серебрянных наворотов выдержал 100 полных (!) циклов заряд-разряд и не думал умирать. После полного разряда в ноль пробовал электролит на вкус - чистая вода, совершенно без кислого вкуса... Больше не заряжал т.к. просто надоело. 

 

Одно "но" - в таком режиме у него больше внутреннее сопротивление и в качестве стартерного он не очень пригоден. Плотность 1.27 выбрана не "от фонаря" - это своего рода компромисс. При большей плотности осыпается активная масса с пластин, при меньшей увеличивается внутреннее сопротивление.

 

Если влить дистиллированную воду в не полностью разряженный аккумулятор (это я не пробовал), скорее всено работать он будет, но на неполной ёмкости.

2 часа назад, yatcheh сказал:

В реальном аккумуляторе свинец вообще не растворяется. Потенциал создаёт пара PbO/PbO2, а если образуется сульфат свинца - это капец аккумулятору.

 

 

А почему тогда плотность при разряде падает по Вашему? Куда деваются сульфат-ионы из раствора?

Изменено 24 Ноября, 2018 в 21:01 пользователем WASQ

[бродяга_]

5 часов назад, Анатолий Алтухов сказал:

CO2 + NaOH -> NaHCO3 

а почему бы свинцовым пластинам не раствориться в щелочном растворе в таком варианте?

[Анатолий Алтухов]

Большое спасибо за ответы.

Из вышесказанного пока могу сделать следующие выводы:

1. Заменить кислоту на соль теоретически можно, но возможно протекание побочных реакций.

2. При разряде аккумулятора в растворе сернокислого натрия произойдет ощелачивание электролита, что приведет к растворению свинца (кстати, по какой реакции это будет происходить?).

3. Растворенный свинец будет осаждаться в виде карбоната пропусканием через электролит CO2.

[Анатолий Алтухов]

13 часа назад, yatcheh сказал:

 

Как вы думаете, почему для работы свинцово-кислотного аккумулятора требуется кислота определённой концентрации? И что происходит с тем аккумулятором, в котором кислота сильно разбавляется? 

А реакции, которые вы написали - это бред. Бумажная химия.

В реальном аккумуляторе свинец вообще не растворяется. Потенциал создаёт пара PbO/PbO2, а если образуется сульфат свинца - это капец аккумулятору.

Вы бы хоть бы интернет полистали по теме, прежде чем изобретательством заниматься.

Вот листаю интернет и решил спросить компетентные мнения. 

В разряжающемся аккумуляторе падает плотность электролита, а потому сульфат свинца все же образуется, это видно и по изменению цвета поверхности электродов, они становятся белесыми. А нельзя допускать сильного падения плотности, потому что кислоты достаточно, чтобы пластины целиком покрылись сульфатом и закрыли все поры для доступа электролита. А из-за разбавленного электролита возрастет и внутреннее сопротивление, и зарядить потом его обычным напряжением и током будет уже невозможно.

Изменено 25 Ноября, 2018 в 08:07 пользователем Анатолий Алтухов

[WASQ]

Однажды у нас одни умники влили в тяговые свинцовые аккумуляторы щелочный электролит. После этого я делал вскрытие и вот что там увидел.

 

Электролит окрасился в красный цвет. Активная масса на положительных пластинах разбухла, но не осыпалась. Отрицательные пластины без видимых изменений. На решетках пластин коррозия и разъедание отсутствовали. Были свинцовые дендриты на дне, похожие на помятую фольгу, наверное от того, что акумулятор пытались заряжать со щелочью. Вот собственно и все. А кто сказал что щелочь растворит свинец? 

[Анатолий Алтухов]

3 часа назад, WASQ сказал:

Однажды у нас одни умники влили в тяговые свинцовые аккумуляторы щелочный электролит. После этого я делал вскрытие и вот что там увидел.

 

Электролит окрасился в красный цвет. Активная масса на положительных пластинах разбухла, но не осыпалась. Отрицательные пластины без видимых изменений. На решетках пластин коррозия и разъедание отсутствовали. Были свинцовые дендриты на дне, похожие на помятую фольгу, наверное от того, что акумулятор пытались заряжать со щелочью. Вот собственно и все. А кто сказал что щелочь растворит свинец? 

А электролит был прозрачный или мутного красного цвета? Если мутный, то наверно это взвесь диоксида свинца отслоившегося. А долго экмплуатировались аккумуляторы со щелочью? Кислотный электролит до заливки щелочи был слит полностью?

[бродяга_]

3 часа назад, WASQ сказал:

А кто сказал что щелочь растворит свинец?

так он и растворялся на анодных пластинах.