Как разводить кислоту с водой для аккумулятора

Как сделать электролит

Электролит является важнейшей составляющей аккумуляторных батарей. Без него невозможна их работа и от качества и правильности приготовления зависят как технические параметры, так и долговечность аккумуляторов.

Сейчас в продаже возможно приобретение электролита для любых разновидностей аккумуляторов, но иногда возникает необходимость в его самостоятельном изготовлении. Приготовить электролит для аккумулятора несложно при выполнении ряда условий.

Состав электролита

Электролит является раствором активного вещества в дистиллированной воде. В зависимости от типа используемых аккумуляторных батарей активным веществом являются:

• серная кислота для свинцово-кислотных аккумуляторов;
• щелочи (едкий натрий или калий) для щелочных аккумуляторов.

В щелочных АКБ для выполнения особых требований в составе электролита может присутствовать добавка едкого лития. Также едкий литий является основным в литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторах.

Требования к компонентам

Нормальное протекание химических реакций предъявляет особые требования к веществам электролита. Основное требование – высокая степень чистоты материалов. Чем чище будут химические вещества для приготовления электролита, тем выше будет КПД аккумуляторов и их долговечность.

Согласно требованиям стандартов, аккумуляторная серная кислота должна содержать не менее 92 – 94% серной кислоты. Оставшиеся 6 – 8% занимает вода. Содержание солей металлов не более тысячных долей процента.

Внимание! Щелочь выпускается в сухом виде и к ней предъявляются подобные требования.

Если с перечисленными веществами вопросов обычно не возникает (ответственность за чистоту возлагается на предприятия, выпускающие материалы и торговые организации), то с водой дела обстоят несколько хуже. Многие автолюбители не делают различие между обычной и дистиллированной водой.

Вода из водопровода насыщенна растворами различных солей металлов и органических веществ. Простое кипячение в состоянии избавиться от незначительного количества солей жесткости, а остальные вещества остаются в неизменном виде. В водопроводной воде наиболее опасными для аккумуляторов являются соли железа, находящиеся там в больших концентрациях.

Активные вещества для электролита нужно разводить дистиллированной водой, которая отличается тем, что содержание солей в ней минимально. Такая вода по своим химическим и физическим параметрам практически соответствует идеальной.

Плотность электролита

Для заливки в аккумуляторы используются составы с точно определенной концентрацией входящих в состав веществ. Для облегчения контроля количественного состава введено понятие плотности. Это объясняется тем, что дистиллированная вода обладает плотностью, равной 1 гр/см3 и любые посторонние добавки увеличивают это значение. Серная кислота и щелочь, имеют гораздо более высокие значения удельного веса, поэтому, измеряя плотность раствора, можно легко определить состав электролита. Плотность измеряется при помощи простейшего устройства, а о том, как замерять плотность, читайте в этой статье .

Количество исходных веществ

Чтобы приготовить электролит с заданным значением плотности, нужно взять строго определенное количество исходных веществ. В таблице ниже приведены данные по наиболее распространенным значениям плотности для разных типов электролита.

Плотность, г/см3	Количество воды, л	Количество кислоты, л	Количество щелочи, кг	Температура замерзания электролита, °С
1,24	0,819	0,242	-45
1.25	0,809	0,253	-50
1.26	0,8	0,263	-55
1.27	0,791	0,274	-60
1.28	0,781	0,285	-65
1,15 – 1.21	3	1	-19 … +35
1.25 – 1.27	2	1	-20 … -40

Для повышения допустимой температуры эксплуатации в регионах с жарким климатом или на предприятиях с высокой температурой окружающего воздуха, в щелочные аккумуляторы вводится добавка едкого лития в количестве 15-20 гр. на литр электролита.

Особенности технологии приготовления электролита

При самостоятельном приготовлении следует помнить следующее:

• плотность кислоты и щелочи намного выше плотности воды;
• реакции смешивания кислоты с водой и растворения щелочи происходят с выделением высокой температуры (до 80-90°С);
• кислоты и щелочи взаимодействуют с большинством металлов.

Из перечисленного следует, что посуда для приготовления электролита должна быть из материала, стойкого к действию агрессивных веществ и температуры. Наиболее соответствует этим требованиям посуда из стекла и керамики. Использование пластиковой посуды возможно при условии недопускания ее нагрева до высоких температур. Нельзя использовать эмалированную посуду, поскольку при наличии незаметных трещин в эмали будет происходить загрязнение электролита солями металлов. То же самое относится к изделиям из нержавеющей стали. Такие материалы не вступают в реакцию с водой, но производители не гарантируют ее нейтральность по отношению к агрессивным веществам.

Важно! Перед тем, как сделать электролит, заранее отмеряют необходимое количество компонентов.

Приготовление кислотного электролита

Высокая плотность кислоты и способность разогрева при смешивании с водой обусловили специфику приготовления раствора: кислоту нужно вливать в воду. Если поступить наоборот, то вода, оказавшись сверху, нагреется до температуры закипания и выплеснется наружу вместе с каплями кислоты.

Чтобы уменьшить нагрев, кислоту целесообразно разбавить в два этапа. На первом готовится раствор плотностью 1.40, а затем, после остывания, делают электролит необходимой концентрации. Раствор с плотностью 1.40 называют корректирующим. Он применяется для коррекции плотности электролита в рабочих аккумуляторах. После добавления кислоты в воду смесь аккуратно перемешивают стеклянной палочкой. Приготовленный электролит необходимо оставить на некоторое время (от половины до суток) для его равномерного смешивания и полного остывания.

Внимание! Срок хранения кислотного раствора неограничен.

Приготовление щелочного электролита

Необходимое количество щелочи высыпают в отмеренное количество воды и перемешивают до полного растворения. Также необходимо выдержать время, пока осадок не растворится полностью и температура не опустится до нормальной.

Раствор щелочи нужно хранить в герметично закрытой таре, не допуская попадания воздуха. Углекислый газ легко вступает в реакцию со щелочами с образованием карбонатов – солей угольной кислоты. В результате содержание активного вещества в растворе с течением времени падает.

Растворы кислоты и щелочи должны быть прозрачными или иметь легкий желтоватый оттенок. Наличие мутности отстоявшегося раствора говорит о низкой чистоте исходных компонентов и для использования в аккумуляторах непригодны.

Меры безопасности

Приготовление электролита представляет собой опасность из-за использования очень агрессивных веществ. Концентрированные растворы кислоты и щелочей способны вызвать труднозаживающие кислотные ожоги, а при попадании в глаза вызывают слепоту.

Перед работой следует приготовить нейтрализующий раствор для смывки случайно попавших на тело капель электролита:

• 1% раствор пищевой соды при работе с кислотой.
• Столовый уксус для обезвреживания щелочи. Уксус нужно наполовину разбавить водой.

Работать следует в резиновых перчатках и обязательно в защитных очках или маске. При попадании электролита на кожу нужно обильно промыть место попадания нейтрализующим раствором, а после промывки глаз немедленно обратиться к врачу.

Все работы производятся на открытом воздухе или хорошо вентилируемом помещении. Пары кислоты, выделяющиеся при приготовлении раствора (особенно в горячем состоянии) вызывают раздражение верхних дыхательных путей, выраженные сильным кашлем и отеком слизистых оболочек.

В качестве одежды в домашних условиях можно использовать ту, которую не сильно жалко, поскольку даже после промывки нейтрализующим раствором между волокнами ткани останется часть агрессивного вещества и вещи будут безнадежно испорчены.

Источник

Самостоятельное приготовление электролита для АКБ

Аккумуляторные батареи заправляются жидкостью на базе щелочи или кислоты, рассчитанной на весь срок работы изделия. При деградации реагента (помутнении или замерзании) можно попытаться заменить раствор, что позволит продлить срок эксплуатации изделия. При этом необходимо знать, как приготовить электролит для аккумулятора в домашних условиях.

Состав электролита для АКБ

Состав электролита зависит от типа аккумулятора:

1. В свинцовых батареях для автомобилей и мотоциклов используется раствор дистиллированной воды и серной кислоты (формула H2SO4).
2. В фонарях и стационарных установках – щелочные источники постоянного тока, заправленные 20% водным раствором едкого натрия или калия (NaOH или KOH). Для повышения рабочих характеристик в смесь вводятся присадки (например, на основе моногидрата лития).

Требования к плотности и компонентам

Для нормального протекания химических реакций в аккумуляторе необходимо применять электролитический состав без посторонних примесей, способных снизить емкость АКБ. Для повышения эффективности работы источника тока необходимо использовать химически чистые компоненты. Согласно регламенту при приготовлении электролита для свинцовых аккумуляторов используется кислота, содержащая не более 8% воды. Раствор замешивают на основе дистиллированной воды, не содержащей солей, применение жидкости из водопровода категорически запрещено.

Щелочь поставляется в высушенном виде, в процессе хранения и транспортировки материал не должен сыреть и вступать во взаимодействие с другими реагентами. Гранулы загружаются в дистиллированную воду и размешиваются, затем в раствор вводятся дополнительные компоненты.

Качество электролита для многоразовых химических источников тока напрямую зависит от соблюдения пропорций компонентов в рабочей жидкости.

Безопасность при домашнем приготовлении

Перед тем как самостоятельно сделать электролит в домашних условиях, необходимо ознакомиться с правилами техники безопасности:

1. Для предохранения кожи, глаз и органов дыхания используются средства защиты, устойчивые к воздействию агрессивных веществ. Необходимо надеть защитный фартук и резиновые перчатки, на глаза – очки.
2. Для нейтрализации разлитой кислоты используется нашатырный спирт или водный раствор кальцинированной соды.
3. Смешивание компонентов производится в стеклянной или пластиковой емкости, устойчивой к воздействию агрессивных веществ. При изготовлении щелочного электролита используется емкость из стали или пластика, применение резервуаров из других материалов не допускается.
4. Помещение должно проветриваться, поскольку пары кислоты или щелочи негативно влияют на дыхательные пути человека.
5. При изготовлении электролита для свинцовых батарей кислота вливается в воду малыми порциями при постоянном перемешивании раствора.

Необходимое оборудование

Перед началом приготовления сернокислотного раствора необходимо подготовить:

• емкость объемом 2-3 л (тип материала зависит от состава электролита);
• мерную емкость для определения необходимой дозы реагентов;
• дистиллированную воду;
• концентрированную серную кислоту;
• стеклянную палочку для перемешивания;
• ареометр для замера плотности полученной смеси.

Инструкция по приготовлению

После подготовки материалов и защитной экипировки можно приступить к смешиванию компонентов. Процедура приготовления сернокислотного или щелочного электролита не отличается сложностью. Полученные реагенты не рекомендуется хранить в домашних условиях: жидкость заливается в банки аккумулятора, который необходимо зарядить. Хранение батареи в разряженном состоянии не допускается, поскольку происходит разрушение электродов и деградация активной массы.

Кислотный состав

Работы выполняются в проветриваемом помещении при температуре воздуха не более 25°С. Перед смешиванием компонентов следует выяснить объем жидкости, необходимый для заправки аккумулятора. Автомобильные батареи емкостью 50-60 А*ч имеют корпусы, вмещающие до 3,7 л электролита. Рекомендуется изготовить немного больше рабочей жидкости (на 200-300 мл). Также необходимо определиться с плотностью электролита, зависящей от климатической зоны. Чем ниже температура окружающей среды, тем выше должна быть стартовая плотность электролита.

Например, для регионов Крайнего Севера с минимальной температурой зимой до -50°С рекомендуется заливать жидкость плотностью 1,27 г/см³ (после зарядки параметр возрастает до 1,29 г/см³). В средней полосе применяется раствор плотностью 1,28 г/см³. Для получения электролита необходимо взять 1 л дистиллированной воды и 360 мл серной кислоты.

Для получения раствора, рассчитанного на эксплуатацию в южных регионах, требуется 330 мл кислоты (расчетная плотность – 1,24 г/см³).

Краткий алгоритм приготовления раствора:

1. Налить в емкость дистиллированную воду.
2. Влить тонкой струйкой необходимый объем серной кислоты, одновременно размешивая раствор стеклянной палочкой. Ускоренное смешивание компонентов запрещается.
3. Произвести предварительный замер плотности, а затем выдержать жидкость на протяжении 10-12 часов для полноценного перемешивания компонентов.
4. Повторно измерить плотность ареометром. Если параметр отличается от требуемого значения в меньшую сторону, то в смесь вводится дополнительная кислота. При повышенной плотности электролит необходимо разбавить дистиллированной водой.
5. Залить раствор в банки аккумулятора, который предварительно очищается от отработавшей жидкости. После проведения зарядки необходим контрольный замер плотности, при этом значение корректируется введением дополнительной серной кислоты или доливкой дистиллированной воды. Следует помнить, что замер плотности будет корректным только при полностью заряженной батарее.

На щелочной основе

При приготовлении щелочного раствора необходимо учитывать агрегатное состояние щелочи, которая поставляется в виде гранул или в жидком состоянии (в смеси с водой). Твердый материал засыпается в воду (дистиллированную) и растворяется размешиванием смеси стеклянной палочкой. Соотношение компонентов раствора указывается на заводской этикетке, наклеенной на боковой части источника питания.

Плотность раствора зависит от климатической зоны, чем ниже температура окружающей среды, тем большую плотность должен иметь электролит. Например, при температуре до -19°С используется электролит плотностью до 1,21 г/см³, для улучшения характеристик практикуется введение 20 г на литр едкого лития.

Аналогичный по составу раствор используется в аккумуляторах, работающих в условиях повышенных температур. При использовании батареи при температуре от -40°С плотность необходимо довести до 1,28 г/см³.

Распространенные пропорции сухой щелочи и воды:

• для формирования раствора плотностью от 1,17 до 1,19 г/см³ необходимо ввести 1/5 сухого компонента в 4/5 воды;
• при внесении 1/3 щелочи в 2/3 воды плотность смеси повышается до 1,19-1,21 г/см³;
• для получения раствора с минимальной температурой застывания необходимо смешать сухую щелочь и воду в равных пропорциях (плотность до 1,27 г/см³).

Полученный реагент необходимо выдержать в помещении на протяжении 6 часов, емкость закрывается герметичной крышкой. При контакте с воздухом происходит деградация электролита, ухудшающая электрохимические свойства раствора. Часть щелочи выпадает в осадок, для заливки в банки батареи используется осветленная фракция (находится в верхней части резервуара) без примесей. Попадание твердых частиц в полость банок вызывает замыкание отрицательных и положительных электродов, приводящее к ускоренному саморазряду источника постоянного тока.

Другие виды электролитов

Приготовление других типов электролитов в бытовых условиях не практикуется. Если в батарее используется загущенная смесь кислоты и воды (технология AGM или гелевые аккумуляторы), то самостоятельно приготовить раствор с нужными параметрами не получится. Для восстановления подобных устройств необходимо заправить в банки воду, которая постепенно пропитает губчатые прокладки. Затем производится несколько циклов зарядки малыми токами, что позволяет восстановить емкость.

Источник