Kontsentratsioon ja tihedus väävelhapet. Sõltuvuse tihedus väävelhappe kontsentratsioon auto aku

Lahjenda ja kontsentreeritud väävelhappega - see on nii oluline kemikaale, mis nad toodavad rohkem maailmas kui mis tahes muu aine. Majandus- rikkused saab hinnata nii toodetud selles väävelhappega.

dissotsieerimisprotsessis

Väävelhappe kasutatakse vesilahuste kujul erinevates kontsentratsioonides. Ta läbib dissotsiatsioon reaktsiooni kahes etapis, mis toodavad H ⁺ ioonid on lahuses.

_H2 SO ₄ = H ^{+ +} HSO ₄ ^-;

HSO ₄ ^- = H ^{+ +} SO ₄ ^-2.

Väävelhapet tugev ning esimese etapi dissotsiatsioon toimub nii kiiresti, et peaaegu kogu algse molekuli jagunevad H ⁺ ioonide ja HSO ₄ ^-1 -ioonidel (vesiniksulfaadi) lahuses. Hiljutised osaliselt laguneda veelgi, vabastades H ⁺ ioonid teiste lahkumiseni sulfaatiooniga (SO ₄ ^-2) lahuses. Kuid faadiga, mis on nõrk hape, ikka valitseb valmistamine H ⁺ ja SO ₄ ^-2. Täielik dissotsiatsioon see ilmneb ainult tihedus väävelhappelahust on lähedane vee tihedus, r. F hästi lahustuvates.

Omadused väävelhapet

See on eriline selles mõttes, et see saab olla tavaline happe või tugev oksüdeerijana - sõltuvalt temperatuurist ja kontsentratsioonist. Külm lahjendatud väävelhappe reageerib aktiivsete metal saades soola (kohal) ja vesiniku eraldumine. Näiteks vahelises reaktsioonis külma lahjendatud _H2 SO ₄ (eeldades täies kaheastmelise dissotsiatsioon) ja metallilist tsinki järgmiselt:

Zn + H ₂ SO ₄ = ZnSO ₄ + _H2.

Kuum kontsentreeritud väävelhappega, mille tihedus on umbes 1,8 g / ^cm3, võivad toimida kui oksüdeerija, lastes materjalidega, mis on üldjuhul inertne happed nagu näiteks metallilist vaske. Reaktsiooni käigus vase oksüdeeritud ning happe mass väheneb, lahuse moodustumisele vasksulfaadi (II) lahustatakse vees ja gaasiline vääveldioksiid (SO _2), mitte vesinik, mis oleks loodetud happe reageerimisel metalli.

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

Nagu tavaliselt väljendatakse kontsentreerimise teel lahendusi

Tegelikult kontsentratsioon mingit lahendust saab väljendada mitmel viisil, kuid kõige laialdasemalt kasutatud kontsentratsiooni massist. See näitab, mitu grammi lahustunud aine teatud kaalu või koguse lahust või lahustite (tüüpiliselt 1000 g, 1000 ^cm3, 100 cm ³ ja 1 ^dm3). Selle asemel, et mass grammides aine võib kuluda kogus, mida väljendatakse mooli, - siis saadakse molaarne kontsentratsioon 1000 g või 1 ^dm3 lahuses.

Kui molaarne kontsentratsioon määratakse sõltuvalt mitte kogus lahust, vaid ainult lahusti seda nimetatakse Molaalne kontsentratsioon lahendusest. Seda iseloomustab sõltumatuse temperatuuri.

Sageli kaalu kontsentratsioonist grammi 100 grammi lahustit. Korrutades selle arvu 100%, kui see on valmistatud antud massi protsenti (ühe kontsentratsiooni). See tähendab, et see meetod on kõige sagedamini kasutatavad rakendatuna väävelhappe lahusega.

Iga väärtus Lahuse kontsentratsioon, määrati antud temperatuuril, see vastab väga eritihedus (nt tihedus väävelhappelahust). Seetõttu mõnikord iseloomustab lahendus. Näiteks _H2 SO ₄ lahust, mis erineb sisalduse protsendi 95,72%, tihedus 1,835 g / ^cm3 temperatuuril t = 20 ° C Kuidas kontsentratsiooni määramiseks sellist lahendust, kui anda ainult väävelhape tihedusega? Tabel taolise kirjavahetus on fiksaatori tahes õpikus üldiste või analüütilise keemia.

Näide kontsentratsiooni ümberarvutamist

Lase ühest esitusviisi teise lahenduse kontsentratsioon. Oletame, et meil on _H2 SO ₄ lahust vees koos 60% huvipakkuvas kontsentratsioonis. Esmalt tiheduse määramiseks vastava väävelhapet. Tabel sisaldas protsendid (esimene veerg) ja vastav tihedus vesilahust _H2 SO ₄ (neljas veerg), on toodud allpool.

Sellest sõltub soovitud väärtuseni, mis on võrdne 1,4987 g / ^cm3. Nüüd arvutada molaarsus lahendus. Selleks on vaja massi määramiseks _H2 SO ₄ 1 liitris lahuses ja vastav moolide arvu happega.

Köide, mis hõivavad 100 g alglahust:

100 / 1,4987 = 66,7 ml.

Kuna 66,7 ml 60% lahus sisaldas 60 g hapet 1 liitris see sisaldab:

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

väävelhapet molaarmass võrdne 98. Seega moolide arv sisalduvate 899,55 g selle grammi, järgmised:

899,55 / 98 = 9,18 mool.

Sõltuvuse tihedusega väävelhappe kontsentratsioon on toodud joonisel. allpool.

Kasutamise väävelhapet

Seda kasutatakse erinevates tööstusharudes. Tootmise raua ja terase puhastamiseks kasutatakse metallipinna enne selle kaetud teise aine loomisega seotud sünteetiliste värvainete samuti muud liiki hapetega nagu vesinikkloriidhape ja lämmastikhappega. Samuti kasutatakse farmaatsiatoodete, väetised ja lõhkeainete ikkagi on oluline reaktiiv saasteainete eemaldamiseks toornafta naftatöötlemistööstuses.

See kemikaal on äärmiselt kasulik igapäevaelus ning on kergesti kättesaadavad väävelhappe lahust kasutatakse pliiakutüübid (näiteks need, mis on autodes). Sellised happe omab tavaliselt kontsentratsioonis umbes 30% kuni 35% _H2 SO ₄ massist, ülejäänud osa - veega.

Paljude tarbijate rakendused 30% H ₂ SO ₄ on rohkem kui piisav, et rahuldada oma vajadusi. Kuid tööstuse ja see nõuab palju suurem väävelhappe kontsentratsioon. Tüüpiliselt valmistamise käigus seda saadakse esmalt piisavalt lahjendatud ja saastatud orgaaniliste kandmisel. Kontsentreeritud happega saadakse kahes etapis: kõigepealt viidi 70% ja seejärel - teises etapis - tõstetakse 96-98%, mis on piiravaks parameetriks majanduslikult tasuv tootmist.

Tihedus väävelhapet ja selle sordid

Kuigi peaaegu 99% väävelhapet võib lühidalt keemistemperatuuril, kuid järgnenud kaotuse SO ₃ keemistemperatuuril vähendab kontsentratsiooni 98,3%. Üldiselt liikide indeksist 98% rohkem säilitamisel stabiilne.

Kommertsiaalsed happed varieeruvad oma huvipakkuvas kontsentratsioonis ja mille jaoks ta on valitud need väärtused, mille juures madala kristallimistemperatuuriga. Seda tehakse selleks, vähendada kadu väävelhappe kristallid sadestada ladustamise ja transportimise ajal. Peamised sordid on:

• Torn (lämmastikushape) - 75%. Väävelhappe tihedus tasemega võrdub 1670 kg / ^m3. Saa oma nn. lämmastikushape meetodit, mille tulemuseks nitroso töödeldi (see on ka _H2 SO _4, kuid lahustati lämmastikoksiidid) esmasel süütamise kaltsineeritud toorgaasid vääveldioksiidi sisaldava SO _2, vooderdatud torne (siit ka nimetus sordid). Selle tulemusena eraldatud happe ja lämmastikoksiidide mida ei tarbita protsessi ja tagastatakse tootmistsüklit.
• Kontakt - 92,5-98,0%. Väävelhappe tihedusega 98% klassist on võrdne 1836,5 kg / ^m3. Samuti saadakse roaster sisaldavatest gaasidest SO _2, kusjuures meetod hõlmab anhüdriidi dioksiid oksüdeerumise SO ₃ tema kontakt (siit ka nimetus klass) mitmekihilist tahket vanaadiumi katalüsaatorit.
• Oleum - 104,5%. Selle tihedus on võrdne 1896,8 kg / ^m3. Selline lahendus _{SO3 H2O} SO _4, kusjuures esimene komponent sisaldab 20% ning acid - on 104,5%.
• Kvaliteetsed oleumile - 114,6%. Selle tihedus - 2002 kg / ^m3.
• Aku - 92-94%.

Kuidas auto aku

Operatsioon käesoleva üheks kõige populaarsem elektriseadmetega põhineb täielikult elektrokeemiliste protsesside esinevate vesilahuse juuresolekul väävelhapet.

Auto aku sisaldab lahjendatud väävelhappega elektrolüütide ja positiivne ja negatiivne elektrood kujul mitmelt plaadilt. Positiivsed plaadid on valmistatud punakaspruuni materjali - plii dioksiidi (PbO _{2) ja} negatiivne - hallikas "käsna" plii (Pb).

Kuna elektroodid on valmistatud plii või pliivaba materjali, seda tüüpi aku nimetatakse sageli pliiaku. Selle kasutamiskõlbulikkuse t. E. Väljundpinge on otseselt määrati mida on sel ajal tihedus väävelhapet (kg / m3 või g / ^cm3), täidetakse aku elektrolüüdina.

Mis juhtub elektrolüüdi kui aku on tühi,

Elektrolüüt pliiaku on laetav Väävelhappe keemiliselt puhtas destilleeritud vees koos huvipakkuvas kontsentratsioonis 30% juures täislaadimisaeg. Puhas happe tihedus on 1,835 g / ^cm3, elektrolüütide - umbes 1,300 g / ^cm3. Kui aku on tühi, elektrokeemilise reaktsioonide korral tulemuseks väävelhappe eemaldatud elektrolüüt. lahuse kontsentratsioon sõltub peaaegu võrdeline tiheduse, nii et see peaks vähenema, vähenemine elektrolüüdi kontsentratsioon.

Niikaua kui voolutugevusest voolab läbi akuhape kasutatakse laialdaselt lähedal elektroodid ja elektrolüüt muutub lahjendatud. happe difusiooni kogumahust elektrolüüdi ja elektroodi plaatidel toetab ligikaudu konstantne intensiivsus keemilistes reaktsioonides ja järelikult väljundpinge.

Alguses tühjenemise difusiooni protsessi happe elektrolüüdi plaadis tekib kiiresti, sest saadud kohal koos veel kogutud pooride aktiivset materjali elektroodide. Kui peal hakkab moodustuma ja täitke poorid elektroodid, toimus difusioon aeglasemalt.

Teoreetiliselt on võimalik, et tühjenema, niikaua kui kõik happe ei kasutata, ja elektrolüütide hakkab koosnema puhas vesi. Kuid kogemus näitab, et tase ei tohiks jätkata pärast elektrolüüdi tihedus langeb 1,150 g / cm ^3.

Kui tihedus väheneb 1300 kuni 1150, mis tähendab, et palju kohal oli reaktsiooni käigus moodustunud ning see täidab kõik pooride aktiivset materjali plaatidel ehk. E. Alates lahus juba valitud peaaegu kõik väävelhapet. Tihedus sõltub kontsentratsioon proportsionaalselt, ning samamoodi, tihedus eest sõltub aku. Joon. näitab sõltuvust aku elektrolüüdi tiheduse.

Muutmine elektrolüüdi tihedus, parim vahend määrata aku tühjenemise riik, tingimusel, et seda kasutatakse nõuetekohaselt.

Eksamid auto aku tühjenemise sõltuvalt elektrolüüdi tiheduse

Selle tihedus tuleb määrata iga kahe nädala tuleb alati hoida lugemisel rekord tulevikus kasutamiseks.

Mida rohkem tihe elektrolüüt, seda rohkem hape see sisaldab ja mida rohkem aku on laetud. Tihedus 1,300-1,280 g / cm ³ näitab täielikku laetust. Tavaliselt pärast aku tühjenemist aste sõltub elektrolüüdi tihedus:

• 1,300-1,280 - täielikult laetud:
• 1,280-1,200 - rohkem kui pool tühi;
• 1,200-1,150 - laetud vähem kui pool;
• 1150 - peaaegu tühi.

Täielikult laetud aku, enne kui ühendate oma auto toitepinge iga rakk on 2,5-2,7 V. Niipea kui koormus on ühendatud, pinge kiiresti langeb umbes 2,1 V kolm või neli minutit. See on tingitud moodustus õhuke kiht pliisulfaadiga pinnal negatiivne elektrood plaatidele ja vahel plii kihi ja metalli peroksiidi positiivse plaatidel. Lõplik lahtri väärtuse pinge peale teedevõrgu ühendamisel umbes 2,15-2,18 volti.

Kui praeguse hakkab voolama läbi aku esimestel töötunni esineb pingelang kuni 2 V tingitud suurem sisemine rakkude resistentsus moodustumise tõttu suuremate koguste kohal mis täidab poorid plaatidelt ning valiku elektrolüüdi happega. Veidi enne algust voolu praeguse tihedus elektrolüüdi on maksimaalne ja võrdne 1.300 g / cm ^3. Algselt alarõhk toimub kiiresti, kuid seejärel seadke tasakaalustatud olekus vahel tihedus happe paigale plaatidelt ning praktiliselt elektrolüüdi mahu valiku elektroodid kandjale kantud happelist sisenevad uued tükid happe põhiosa elektrolüüt. Keskmine elektrolüüdi tihedus väheneb jätkuvalt pidevalt suhte näidatud joonisel. eespool. Pärast esialgset langust pinge väheneb aeglasemalt, selle vähendamise määr sõltub aku koormus. Ajakava tühjenemisprotsessid toodud joonisel. allpool.

Riigi kontrolli elektrolüüdi aku

Tiheduse määramiseks hüdromeetri kasutada. See koosneb suletud klaastoru pikendamise alumises otsas, täis elavhõbedat või shot ja sorteeritud skaala ülemisse otsa. Seda skaalat märgistatud alates 1100 kuni 1300 erinevate vaheväärtused, nagu näidatud joonisel. allpool. Kui hüdromeetriga paigutatakse elektrolüüt, see vajub teatud sügavuseni. Seega see tõrjuda teatud mahus elektrolüütide ja kui tasakaaluasend on saavutatud, kaal nihutatud maht on lihtsalt võrdne kaal hüdromeetriga. Kuna elektrolüüdi tihedus võrdub suhe tema mass mahu ja massi hüdromeetriga on teada, siis iga taseme kastmist lahust vastab konkreetse tihedus. Mõned hüdromeetrid on väärtustega tiheduse skaala, kuid on märgitud "Laetud", "pool-kohaline", "Full heakskiidu" vms.