濃度和硫酸的濃度。 硫酸濃度的密度在汽車電池的依賴

稀和濃硫酸 -它是它們產生比任何其他物質更世界如此重要的化學品。 國家的經濟財富可在其中產生的硫酸的方面進行評估。

分解過程

硫酸在各種濃度的水溶液的形式使用。 她經歷兩個階段離解反應，產生H ⁺離子在溶液中。

H ₂ SO ₄ = H ^{+ +} HSO ₄ ^{- ;}

HSO ₄ ^- = H ^{+ +} SO ₄ ^-2。

硫酸是一種強，離解的第一階段發生得如此之快，幾乎所有的原分子的分解成H ⁺離子和HSO ₄ ^-1 -離子（硫酸氫）在溶液中。 最近部分進一步瓦解，釋放H ⁺離子以外並留在溶液中的硫酸根離子（SO ₄ ^-2）。 然而，硫酸氫，作為弱酸，仍然盛行在H ⁺的溶液和SO ₄ ^-2。 完全解離時的硫酸溶液的密度是接近它僅發生 水的密度， 在高稀釋河F。

硫酸的性質

這是特殊的意義上，它可以作為一個常規的酸或強氧化劑 - 取決於溫度和濃度。 硫酸的冷的稀溶液與活性金屬，得到鹽（硫酸）和氫氣的演變反應。 例如，冷的稀H ₂ SO _4（假設其全步解離）和金屬鋅之間的反應如下：

的Zn + H ₂ SO ₄ = 的ZnSO ₄ + H _2。

的熱濃硫酸，其密度為約1.8g / cm ³時^，可作為氧化劑起作用，與通常惰性的酸，例如金屬銅材料反應。 在反應過程中，將銅被氧化，酸質量減小，形成溶液 硫酸銅 在水中和氣體二氧化硫（SO _2），而不是氫，這將通過使酸與金屬反應而預期的（II）。

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

如通常由溶液的濃度表示

其實，任何溶液的濃度可以用不同的方式表達，但重量使用最廣泛的濃度。 它顯示了克溶質在溶液中或一定重量或體積的數量溶劑（一般為1000克，1000 ^{立方厘米，100cm 3}的1分米^3）。 代替以克的物質可以採取量的質量，以摩爾表示， -然後將所得到的千克或1 dm ³的溶液的摩爾濃度。

如果摩爾濃度在不將溶液的量，而只是溶劑關係來確定，它被稱為溶液的質量摩爾濃度。 它的特點是溫度的獨立性。

常的重量濃度在每100克溶劑克表示。 乘以該圖中由100％，它是在一個重量百分比（每濃度）製備。 即，最頻繁使用的這種方法適用於硫酸溶液。

溶液濃度的各值，在給定溫度下測定，其對應於一個非常具體的密度（例如，硫酸溶液的密度）。 因此，有時它的特點是溶液。 例如，H ₂ SO ₄溶液，其特徵在於百分比濃度95.72％，1.835克/厘米³在t = 20℃的密度 如何確定這樣的溶液的濃度，如果僅給出硫酸密度？ 表給出這樣的對應是一般或分析化學教科書任何一個夾具。

實施例濃度的重新計算

讓從表達的一種模式去到另一個溶液濃度。 假設我們有H ₂ SO ₄溶液 在與關心濃度為60％的水。 我們首先定義相應的硫酸的密度。 含有百分比（第一列）和H ₂ SO _4（第四列）的水溶液的相應密度表，如下所示。

它決定了所需的值，其等於1.4987克/ cm ³以下^。 現在我們計算溶液的摩爾濃度。 為此，它必須確定的H ₂質量SO ₄ 在1升的溶液和酸的摩爾數相對應。

體積，其佔據的100g原液：

100 / 1.4987 = 66.7毫升

由於66.7毫升60％的溶液含有60克酸中，在1升的它將包含：

（60 / 66.7）×1000 = 899，55克。

硫酸摩爾重量等於98。因此，包含在899.55克其克摩爾數，將是：

899.55 / 98 = 9.18摩爾。

硫酸濃度的密度的依賴性示於圖。 下方。

使用硫酸的

它應用於各種行業。 在生產鋼鐵的用於它覆蓋有參與創建合成染料以及其它類型的酸，如鹽酸和硝酸的另一種物質之前清潔金屬表面。 它也可用於醫藥產品，化肥和炸藥的製造，並且仍然是從原油中提煉工業除去雜質的重要試劑。

這種化學物質在日常生活中是非常有用的，並且是容易獲得的，如鉛酸電池（例如，那些在汽車）中使用的硫酸溶液。 這樣的酸一般具有大約30％的濃度至35％H ₂ SO _4（重量），餘量-水。

對於許多消費電子應用30％H ₂ SO ₄將是綽綽有餘，以滿足他們的需求。 然而，在工業和它需要硫酸的濃度高得多。 典型地，在製造過程中，首先獲得足夠稀和污染的有機內含物。 濃酸在兩個階段中獲得的：首先，它被調整到70％，然後 - 在第二步驟中 - 被升高到96-98％，這是對於經濟上可行的生產限制參數。

硫酸和其品種的密度

雖然幾乎99％的硫酸可在回流下進行簡單，但在沸點SO ₃隨後損失降低了濃度為98.3％。 通常，物種與索引98％在存儲更穩定。

商業級酸在其感興趣的濃度而變化，並為它選擇這些值在該結晶化溫度低。 這樣做是為了減少硫酸晶體的損失運輸和儲存期間沉澱。 主要品種有：

• 塔（笑氣） - 75％。 類的硫酸密度等於1670千克/米^3。 得到他所謂的。 亞硝酸的方法，其中所得到的亞硝基處理（這也是H ₂ SO _4，但與溶解氮氧化物）在主燒製含煅燒原料氣體二氧化硫SO _2，進入襯裡塔（故名品種）。 其結果是分配未在過程中消耗的酸和氮氧化物，並返回到生產週期。
• 聯繫方式- 92,5-98,0％。 的類的98％硫酸密度等於1836.5公斤/ m ³以下^。 它還從含SO ₂的氣體焙燒爐_，其中所述方法包括酐氧化鈦氧化得到為SO ₃與它接觸（因此命名級）與固體釩催化劑的多個層。
• 發煙硫酸- 104.5％。 其密度等於1896.8公斤/ m ³以下^。 在H ₂ SO _4，其中_，所述第一組分包含20％，酸SO ₃將該溶液-是104.5％。
• 高檔發煙硫酸- 114.6％。 其密度- 2002公斤/ m ³以下^。
• 電池- 92-94％。

如何在汽車電池

這其中最流行的電子設備的操作是在硫酸水溶液的存在下發生的電化學過程完全基於。

汽車電池含有稀硫酸電解液，正極和負極在若干板的形式。 正板由紅褐色材料-二氧化鉛（PBO _2），和負的-的淺灰色“海綿”鉛（Pb）。

由於電極由鉛或含鉛的材料，這種類型的電池通常被稱為鉛蓄電池。 其可操作性，T。E.輸出電壓直接通過的是，此時的硫酸的密度來確定（千克/立方米或克/厘米^3），填充在電池作為電解質。

與電解液的電池放電時會發生什麼事，

電解質 的鉛蓄電池 是硫酸在化學純蒸餾水中的可再充電的溶液與在完全充電的30％的興趣的濃度。 淨酸具有1.835克/厘米^3，電解質的密度-約1.300g克/厘米^3。 當電池放電時，它發生電化學反應導致從電解質中取出的硫酸。 溶液的濃度取決於幾乎正比於密度，所以它應該減少由於在電解質濃度的降低。

只要通過電池酸被廣泛用於靠近其電極和電解質變得更稀的放電電流流動。 從電解液和電極板的總體積酸擴散支持化學反應的大致恆定強度，因此，輸出電壓。

在板中的酸性電解液的擴散的放電過程的開始時快，因為在電極的活性材料還打進孔中得到的硫酸。 硫酸時開始形成，並填補了電極的毛孔，擴散發生地更慢。

理論上有可能繼續，只要所有的酸將不會被用於排出，電解質將組成的純淨水。 然而，經驗表明，經過電解液密度下降到1.150克/厘米³的水平不應該繼續^。

當密度降低從1300到1150，這意味著在反應過程中形成的硫酸多，並且它填充所有孔在上板上的活性物質，即E.從溶液已經選擇幾乎所有的硫酸。 密度取決於濃度成比例，並且類似地，電池的充電的密度取決於。 圖。 下面示出了電池電解液密度的依賴性。

改變電解質的密度，確定電池放電狀態的最佳手段，只要它被適當地使用。

根據電解質密度度汽車電池放電

它的密度應每兩週測量，必須始終保持閱讀以備將來使用記錄。

越緻密電解質，越酸包含與多個電池進行充電。 密度1,300-1,280克/厘米³指示完全充電。 通常，下面的電池的放電程度取決於電解質密度變化：

• 1,300-1,280 - 完全充電：
• 1,280-1,200 - 超過一半是空的多;
• 1,200-1,150 - 收取不到一半;
• 1150 - 幾乎是空的。

在連接每個小區的其汽車電源電壓之前完全充電的電池為2.5〜2.7V。只要負載被連接時，電壓迅速下降到大約2.1 V為三，四分鐘。 這是由於硫酸鉛的薄層的負電極板的表面上和引線層和金屬過氧化物正極板之間的形成。 電池電壓的道路網連接大約2,15-2,18伏後的最終值。

當電流開始操作的第一個小時期間，通過電池中流動，有一電壓降至2V，由於增加內部電池電阻由於形成較大量的硫酸鹽的填充板的孔和電解質酸的選擇。 不久的流動的開始前 的電流密度的 電解質的是最大的，並等於1.300克/厘米^3。 最初，它負壓發生很快，但然後將板鄰近酸且基本上電解液體積選擇電極的密度之間的平衡的狀態支承酸從大量電解質的進入新件酸。 電解質的平均密度繼續在圖5所示的關係穩步下降。 以上。 之後的初始壓降降低更慢，其減少的速率取決於電池的負載。 時間調度放電過程示於圖。 下方。

電解質在電池中的狀態的控制

以確定所使用的密度比重計。 它是用一個擴展在其下端，填充有汞或鏡頭，以及分級標尺在上端構成的密封的玻璃管的。 這種規模的標記從1100到1300與各種中間值，如圖所示。 下方。 如果比重計被放置在電解質中，它會下沉至一定深度。 因此，將取代電解質的一定體積，並且在達到平衡位置時，置換體積的重量將是剛好等於重量比重計。 由於電解液的密度等於其重量與體積的比率，和重量比重計是已知的，然後在溶液中浸泡的每一級對應於特定的其密度。 有些濕度計與密度規模的值，而是通過“收費”，“半數字”，“完全放電”或類似的標記。