بطارية الرصاص الحامضية
الشروط الواجب توافرها فى البطارية
1- ان يحدث فيها تفاعل الاكسدة والاختزال بسرعة مناسبة
2- ان تعطى طاقة كهربية بقدرة كافية
3- ان يكون لها جهد تفريغ ثابت بقدر كافى ولمدة طويلة
4- ان تكون متماسكة ويسهل نقلها وتداولها
5- ان يسهل تخزينها تحت ظروف الجو والحرارة المعتادة لمدة مناسبة
6- يسهل اعادة شحنها
التركيب
-مكونة من 6 خلايا متصلة على التوالى تنتج كل خلية 2 فولت
ويكون جهدها الكلى 12 فولت
-يمكن تصنيع بطاريات اكبر حجما تحتوى على اكثر من 6 خلايا
1-وعاء من الأبونيت لا يتأثر بالأحماض ولة قوة تحمل عالية
2-مجموعتان مثقبتان من ألواح الرصاص على شكل شبكة توضع
داخل الوعاء
الآنود (المصعد)
شبكة من الرصاص المملؤة بالرصاص الإسفنجي
الكاثود
شبكة من الرصاص المملؤة بعجينة من بثاني أكسيد الرصاص البنى (PbO2)
*تفصل الألواح عن بعضها بمادة عازلة
*توضع الألواح فى فى وعاء مصنوع من المطاط الصلب او البلاستيك (بولى استرين ) بة حمض كبرتيك المخفف كالكتروليت موصل
التفاعلات التى تحدث داخل المركم
1-تفريـــغ الشحنة
- يتأين حمض الكبريتيك طبقا للمعادلة
2H2SO4 • 4H+ + 2SO4 –2
- عند الآنــود ( القطب السالب )
تتأكسد ذرات الرصاص إلى أيونات الرصاص التى تتحد مع الكبريتات الناتجة من تأين حمض الكبريتيك ويتكون كبريتات الرصاص
Pb • Pb +2 + 2e
Pb+2 + SO4-2 • PbSO4
Pb + SO4 • PbSO4 + 2e ……….(1)
-جهد التأكسد القياسي لهذا التفاعل = 31و فولت
- عند الكاثـــود ( القطب الموجب )
تتجة الإلكترونات فى الدائرة الخارجية من الأنود إلى الكاثود وهو ثاني أكسيد الرصاص البنى
-يختزل أيونات الرصاص (عدد تأكسدة +4 ) Pb+4O2-2 إلى أيون رصاص عدد تأكسدة –2 فى وجود أيونات الهيدروجين ويتكون الماء
-يتحد أيون الرصاص +2 مع أيونات الكبريتات الناتجة من تفكك حمض الكبريتيك ويتكون كبريتات الرصاص التي تترسب على لوح ثاني أكسيد الرصاص
Pb+4O2-2 +4H + + 2e • Pb+2 + 2H2O
Pb+2 + SO4 –2 • PbSO4
PbO2 + 4H+ +2e +SO4 • PbSO4 + 2H2O ……(2)
-جهد الاختزال القياسي لهذا التفاعل =69و1 فولت
التفاعل الكلى
*بجمع التفاعليين 1 و2 الحادثين عند الانود والكاثود ينتج
Pb + SO4 • PbSO4 + 2e…….(1)
PbO2 + 4H+ +2e +SO4 • PbSO4 + 2H2O ………(2)
Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO4 • 2PbSO4 + 2H2O
-ق د ك = جهد أكسدة الأنود + جهد اختزال الكاثود = 31و + 69و1 = 2 فولت
شحن المركم الرصاصي
-يؤدى طول مدة استعمال البطارية إلى تخفيف تركيز الحمض بسبب تكون الماء كذلك يتحول مادة المصعد والمهبط إلى كبريتات الرصاص ممايؤدى إلى نقص كمية التيار الناتج منها بذلك تحتاج البطارية إلى اعادة شحن
-يتم عن طريق توصيل المركم بمصدر تيار خارجي جهدة أكبر قليلا من جهد المركم نتيجة لذلك تتحول الخلية من خلية جلفانية إلى خلية تحليلية وتتحول كبريتات الرصاص إلى رصاص وثاني أكسيد الرصاص ويعود الحمض إلى ماكان علية قبل التفريغ
Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO4-2 • 2PbSO4 + 2H2O
علل شحن بطارية السيارة تفاعل غير تلقائي
لأنها تعمل فى هذه الحالة كخلية إلكتروليتية تستخدم الطاقة الكهربية لإحداث تفاعل كيميائي
علل تقل شدة التيار الناتج من المركم عند إستعمالة لمدة طويلة
علل يجب إعادة شحن بطارية السيارة
لأن طول فتر استخدام البطارية يؤدى إلى تخفيف تركيز حمض الكبريتيك بسبب تكون الماء فى التفاعلات أو استهلاك الحمض نتيجة تفاعلة مع الرصاص وثاني أكسيد الرصاص وتكون كبريتات الرصاص الذي يؤدى إلى عدم وجود فرق فى الجهد فيتوقف التيار
علل يتكون كبريتات الرصاص عند كل من الأنود والكاثود عند التفريغ الكهربي للمركم
لتكون Pb+2 على ألواح الأنود نتيجة أكسدة الرصاص وعلى ألواح الكاثود نتيجة اختزال PbO2 وعند ملامسة كل منهم للكبريتات تتكون كبريتات الرصاص PbSO4
Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO4 • 2PbSO4 + 2H2O
علل بطارية السيارة خلية انعكاسية
عند توصيل البطارية بمصدر كهربي خارجي لة جهد أكبر من الجهد الذي تنتجه الخلية يؤدى إلى انعكاس التفاعلات التى تحدث عند الأقطاب ويؤدى ذلك إلى تحويل كبريتات الرصاص إلى رصاص وثاني أكسيد الرصاص كما يعود تركيز الحمض إلى ماكان علية قبل التفريغ
Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO4-2 • 2PbSO4 + 2H2
علل كثافة حمض الكبريتيك في المر كم المشحون أكبر من المركم الغير مشحون
-لأن طول فتره استخدام البطارية يؤدى إلى قلة تركيز حمض الكبريتيك بسبب تكون الماء فى التفاعلات أو استهلاك الحمض نتيجة تفاعلة مع الرصاص وثاني أكسيد الرصاص وتكون كبريتات الرصاص
-عند شحن المركم تتحول الخلية من خلية جلفانية إلى خلية تحليلية وتتحول كبريتات الرصاص إلى رصاص وثاني أكسيد الرصاص ويعود الحمض إلى ماكان علية قبل التفريغ
علل شحن المركم تفاعل غير تلقائى
لآنة يحتاج لمصدر كهربى خارجى كى يتم
س:- قارن بين المركم الرصاصى والعموج الجاف
العمود الجاف المركم الرصاصى
الكاثود عمود من الجرافيت فى وسط الخلية محاط بعجينه رطبة من ثاني أكسيد المنجنيز وكلوريد الأمونيوم والكربون المجزأ تجزيء دقيق ألواح الرصاص المملؤة بثاني أكسيد الرصاص البنى
الآنود وعاء غلافه الخارجي من فلز الخارصين و يغلف الوعاء من الداخل بعجينه رطبة
من كلوريد الخارصين وكلوريد الأمونيوم ألواح الرصاص المملؤة بالرصاص الإسفنجي
الالكتروليت كلوريد الامونيوم
NH4Cl • NH4 + + Cl- حمض كبريتيك مخفف
2H2SO4 مـــــاء 4H+ + 2SO4-2
الانود Zn • Zn+2 +2e Pb +SO4-2• PbSO4+2e
الكاثود NH4++MnO2+2e• NH3+MnO(OH) PbO2+SO4+4H++2e•PbSO4+ H2O
التفاعل الكلى Zn+NH4++MnO2•Zn+2+NH3+ MnO(OH) PbO2+Pb+SO4-2+4H+•PbSO4 + H2O
الشحن لايمكن اعادة شحنة يمكن اعادة شحنة
الرئيسية 
أحدث الصور 
موضوع: الدرس الرابع ... بطارية الرصاص الحامضيه 
الأربعاء أبريل 15, 2009 6:02 am