Кислота в аккумуляторе автомобиля как наполнитель, благодаря которому появляется электроэнергия

Всем автолюбителям (а тем более профессионалам) известно, что наполнителем в аккумуляторах автомобилей есть кислота. Но немногие знают, благодаря чему в АКБ автомобилей появляется электроэнергия. Весь секрет - в химических взаимодействиях. В этой статье подробно описывается принцип действия аккумулятора.

Какая кислота в аккумуляторе автомобиля и для чего нужна?

Общество автомобилистов разделилось на 3 лагеря: одни считают, что внутри исключительно дистиллят, другие-«бог его знает какая кислота», третьи-солянка. Правильный ответ: да, кислота, серная. Из школьных лет всем знакома формула Н2SO4.

По своим химическим свойствам это одна из сильнейших кислот, имеет резкий характерный запах, хорошо растворима в воде, поэтому широко используются ее растворы различных концентраций, в том числе и в автомобильном аккумуляторе. И называется этот раствор -  электролит.

Роль кислоты в  АКБ автомобиля основная, т.к. без нее он не будет подвержен заряду-разряду. Действие основывается на реакциях с металлами, их оксидами, реакциях обмена.Корень всему - плюс/минус на пластинах АКБ автомобиля. Одни пластины из чистого свинца с зарядом «+», они являются источниками электронов, отдают их, другие-решетки из оксида свинца с «-», оксиды принимают электроны.

Все это происходит в кислом растворе электролита, проводника электронов - такой себе коридор. Заряд-разряд аккумулятора автомобиля - это не что иное как окислительно-восстановительная реакция в кислой среде, при которой электроны "ходят от свинца к его оксиду в гости" (зарядка) и наоборот (разряд). Емкость аккумулятора - это количество "походов".

Состав электролита и как правильно сделать?

Серную кислоту в различных концентрациях часто используют в промышленности для получения электроэнергии. В аккумуляторах автомобиля пользуются соотношением кислоты к дистилляту 30/70 %, что обеспечивает наибольшую эффективность взаимодействия с металлическими пластинами.

Качественная концентрированная серная кислота имеет плотность ρ=1,83 г/см³, разбавляя дистиллятом, понижают ρ до 1,23-1,27 г/см³. Ниже приведена таблица зависимости температуры замерзания электролита от его плотности. Видно, что чем ниже (меньше)ρ, тем больше в растворе воды, а значит и выше температура замерзания, которая стремится к нулю - к температуре замерзания растворителя (воды).

Если соблюсти все меры предосторожности при работе с кислотой и пропорции, то аккумуляторный электролит можно сделать самому. Необходимо вооружиться пластиковыми очками, резиновыми перчатками, респиратором и одеждой, которую не жалко испортить дырками от паров серной кислоты.

Например, нужно приготовить 5 л электролита для аккумулятора автомобиля. Для этого берем пластиковую емкость необходимого объема (подойдет обычное ведро на 7-10 литров). Налить 3,5 л дистиллированной воды (ее можно купить в автомагазинах) и очень осторожно по стенкам ведра вливать 1,5 л концентрированной кислоты.

Очень важное правило: наливать кислоту в воду, но не наоборот! И обязательно по стенкам ведра, а не в центр, т.к. реакция экзотермическая с большим выделением тепла и могут образоваться опасные брызги.

Затем тщательно перемешать раствор стеклянной палочкой и дать остыть. Плотность электролита комнатной температуры замеряют ареометром. Если нет ареометра, то можно пользоваться следующей шпаргалкой для 1 литра дистиллята:

1. Рекомендации по климату и плотности.
2. Для очень суровых зим с температурами до -50°С оптимальным будет электролит с ρ =1,27÷1,29 г/см³:

• умеренно холодных (до -30°С) - 1,26-1,28г/см³;
• для средней полосы России - 1,27 г/см³;
• для жарких районов  -1,24-1,26 г/см³.

К чему приведет нарушение рецептуры?

Раньше можно было встретить в продаже электролиты с плотностью 1,4 г/см³, но их перестали выпускать, сейчас встречаются с показателем 1,33 г/см³. Их нужно предварительно разбавить дистиллятом, только потом заливать в аккумулятор автомобиля, т.к. более концентрированный раствор разъест пластины внутри, и АКБ придет в негодность. Это всего лишь дело времени.

Слишком разбавленный электролит будет слабым, замерзать при низких температурах, деформировать аккумулятор внутри и плохо справляться с отложением сульфатов на пластинах аккумулятора автомобиля (что приводит к неспособности накапливать и держать заряд).

Как корректировать плотность жидкости?

Автолюбителям нужно контролировать объем и плотность электролита. Аккумулятор автомобиля при работе нагревается и, соответственно, жидкость поддается гидролизу и испаряется, при этом плотность увеличивается, растет концентрация. В этом случае нужно долить дистиллята. Если ρ, наоборот, ниже требуемой (1,18-1,20г/см³), тогда доливают кислоту, предварительно сделав промеры ареометром в каждой банке АКБ, добиваясь требуемых значений.

Процедуру нужно делать только на заряженном аккумуляторе, иначе процедура чревата скачком концентрации кислоты с повреждением пластин АКБ автомобиля.

Алгоритм проведения:

1. Грушей откачать максимум жидкости, измерить плотность и объем.
2. Заливают ½ от объема откачанного, новый электролит с плотностью 1,27-1,29 г/см³.
3. Перемешать жидкости в аккумуляторе, встряхивая его или нагрузкой на выводы.
4. Повторно замерить плотность.
5. При необходимости повторить п.1-4 для достижения нужной плотности.
6. Закрыть банки аккумулятора и зарядить его.

Если плотность ниже 1,2 г/см³, то целесообразно полностью заменить электролит на новый.