Сингэрүүлсэн болон төвлөрсөн хүхрийн хүчил нь маш чухал химийн бодис тул дэлхийн бусад бодисоос илүү ихийг үйлдвэрлэдэг. Тухайн улсын эдийн засгийн баялгийг үйлдвэрлэсэн хүхрийн хүчлээр нь хэмжиж болно.
Таслах үйл явц
Хүхрийн хүчлийг янз бүрийн концентрацийн усан уусмал хэлбэрээр хэрэглэдэг. Энэ нь хоёр үе шаттайгаар диссоциацийн урвалд орж, уусмал дахь H+ ионуудыг үүсгэдэг.
H2SO4 =H+ + HSO4 -;
HSO4- =H + + SO4 -2.
Хүхрийн хүчил хүчтэй бөгөөд түүний задралын эхний үе шат маш эрчимтэй явагддаг тул бараг бүх анхны молекулууд H+-ион ба HSO болж задардаг. 4 Уусмал дахь-1 -ион (гидросульфат). Сүүлийнх нь хэсэгчлэн задарч, өөр H+-ион ялгаруулж, сульфатын ион (SO4-2) уусмалд. Гэсэн хэдий ч сул хүчил болох устөрөгчийн сульфат давамгайлсан хэвээр байна.уусмалд H+ болон SO4-2. Хүхрийн хүчлийн уусмалын нягт нь усны нягтралд ойртож, өөрөөр хэлбэл хүчтэй шингэрүүлсэн үед л түүний бүрэн диссоциац үүсдэг.
Хүхрийн хүчлийн шинж чанар
Температур, концентрациаасаа хамааран ердийн хүчил юм уу хүчтэй исэлдүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэж чаддагаараа онцлог юм. Хүхрийн хүчлийн хүйтэн шингэрүүлсэн уусмал нь идэвхтэй металлуудтай урвалд орж давс (сульфат) үүсгэж, устөрөгчийн хий ялгаруулдаг. Жишээлбэл, хүйтэн шингэрүүлсэн H2SO4 (хоёр үе шаттай бүрэн диссоциацийг нь тооцвол) ба металл цайрын хоорондох урвал дараах байдалтай байна:
Zn + H2SO4 = ZnSO4+ H2.
1.8 г/см орчим нягттай халуун төвлөрсөн хүхрийн хүчил3 нь исэлдүүлэгч бодис болж, хүчилд ихэвчлэн идэвхгүй байдаг материалуудтай урвалд ордог. металл зэс шиг. Урвалын явцад зэс исэлдэж, хүчлийн масс буурч, устөрөгчийн оронд зэс (II) сульфатын уусмал, хийн хүхрийн давхар исэл (SO2) үүсдэг. Энэ нь хүчил нь металтай урвалд ороход хүлээгдэж буй болно.
Cu + 2H2SO4 =CuSO4 + SO 2 + 2H2 O.
Уусмалын концентрацийг ерөнхийд нь хэрхэн илэрхийлдэг вэ
Үнэндээ аливаа уусмалын концентрацийг янз бүрээр илэрхийлж болноарга, гэхдээ хамгийн өргөн хэрэглэгддэг жингийн концентраци. Энэ нь уусмал эсвэл уусгагчийн өгөгдсөн масс эсвэл эзэлхүүн дэх ууссан бодисын хэдэн грамм болохыг харуулдаг (ихэвчлэн 1000 гр, 1000 см3, 100 см3 ба 1 dm 3). Бодисын массыг граммаар тооцохын оронд мольоор илэрхийлсэн хэмжээг нь авч болно - тэгвэл та 1000 г эсвэл 1 дм 3 уусмал дахь молийн концентрацийг авна.
Хэрэв молийн концентрацийг уусмалын хэмжээтэй биш, зөвхөн уусгагчтай холбон тодорхойлсон бол уусмалын моль чанар гэнэ. Энэ нь температураас үл хамааран тодорхойлогддог.
Ихэнхдээ жингийн концентрацийг 100 г уусгагч тутамд граммаар илэрхийлдэг. Энэ тоог 100% -иар үржүүлбэл та жингийн хувиар (концентраци) авна. Энэ аргыг хүхрийн хүчлийн уусмалд хэрэглэхэд ихэвчлэн ашигладаг.
Өгөгдсөн температурт тодорхойлсон уусмалын концентрацийн утга бүр нь түүний маш тодорхой нягттай тохирч байна (жишээлбэл, хүхрийн хүчлийн уусмалын нягт). Тиймээс заримдаа шийдэл нь түүгээр тодорхойлогддог. Жишээлбэл, H2SO4 уусмал нь 95.72% -ийн концентрацитай, 1.835 г/см нягттай. t=20 °С-д 3 . Зөвхөн хүхрийн хүчлийн нягтыг өгсөн бол ийм уусмалын концентрацийг хэрхэн тодорхойлох вэ? Ийм захидал бүхий хүснэгт нь ерөнхий болон аналитик химийн аливаа сурах бичгийн салшгүй хэсэг юм.
Төвлөрөл хувиргах жишээ
Төвлөрөлөө илэрхийлэх нэг аргаас шилжихийг хичээцгээеөөр шийдэл. Бид H2SO4 уусмалыг 60%-ийн хувийн концентрацтай усанд хийсэн гэж бодъё. Эхлээд бид хүхрийн хүчлийн харгалзах нягтыг тодорхойлно. H2SO4 (дөрөв дэх багана)-ийн усан уусмалын хувийн концентраци (эхний багана) болон тэдгээрийн харгалзах нягтыг агуулсан хүснэгтийг доор үзүүлэв.
Үүнээс бид хүссэн утгыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь 1, 4987 г/см3-тэй тэнцүү байна. Одоо энэ уусмалын молярийг тооцоолъё. Үүнийг хийхийн тулд 1 литрт H2SO4 -ийн массыг тодорхойлох шаардлагатай. уусмал ба тохирох моль хүчил.
100 гр уусмалын эзэлхүүн:
100 / 1, 4987=66.7 мл.
66,7 миллилитр 60%-ийн уусмалд 60 г хүчил агуулагддаг тул 1 литрт нь:
(60 / 66, 7) x 1000=899.55
Хүхрийн хүчлийн молийн жин 98. Иймээс түүний 899.55 грамм граммд агуулагдах молийн тоо:
байна.
899, 55 / 98=9, 18 моль.
Хүхрийн хүчлийн нягтын концентрацаас хамаарах хамаарлыг зурагт үзүүлэв. доор.
Хүхрийн хүчил хэрэглэх
Энэ нь янз бүрийн салбарт хэрэглэгддэг. Төмөр, ган үйлдвэрлэхэд энэ нь металын гадаргууг өөр бодисоор бүрэхээс өмнө цэвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд нийлэг будагч бодис, түүнчлэн давс, азот зэрэг бусад төрлийн хүчил үүсгэхэд оролцдог. Тэр ч басЭнэ нь эм, бордоо, тэсэрч дэлбэрэх бодис үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг бөгөөд газрын тос боловсруулах үйлдвэрт газрын тосноос хольцыг зайлуулах чухал урвалж болдог.
Энэ химийн бодис нь гэрийн нөхцөлд маш их ашиг тустай бөгөөд хар тугалга-хүчлийн батерейнд (машинд байдаг шиг) хүхрийн хүчлийн уусмал хэлбэрээр бэлэн байдаг. Ийм хүчил нь жингийн хувьд ойролцоогоор 30%-35% H2SO 4, бусад нь устай байдаг.
Гэрийн олон хэрэглээний хувьд 30% H2SO4 нь таны хэрэгцээг хангахад хангалттай байх болно. Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэл нь хүхрийн хүчлийн илүү өндөр концентрацийг шаарддаг. Ихэвчлэн үйлдвэрлэлийн явцад энэ нь эхлээд нэлээд шингэлж, органик хольцоор бохирдсон байдаг. Баяжуулсан хүчлийг хоёр үе шаттайгаар гаргаж авдаг: эхлээд 70%, дараа нь - хоёрдугаар шатанд - 96-98% хүртэл өсгөж, эдийн засгийн үр ашигтай үйлдвэрлэлийн хязгаар юм.
Хүхрийн хүчлийн нягт ба түүний зэрэг
Хэдийгээр буцалгах замаар бараг 99%-ийн хүхрийн хүчлийг богино хугацаанд гаргаж авах боломжтой боловч буцалгах цэгт SO3 алдагдах нь концентрацийг 98.3% хүртэл бууруулдаг. Ерөнхийдөө 98% сорт нь хадгалахад илүү тогтвортой байдаг.
Хүчлийн арилжааны зэрэглэлүүд нь концентрацийн хувиар ялгаатай байдаг бөгөөд тэдгээрийн хувьд талстжих температур хамгийн бага байх утгыг сонгодог. Энэ нь хүхрийн хүчлийн талстуудын хур тунадасыг багасгахын тулд хийгддэг.тээвэрлэх, хадгалах явцад тунадас. Үндсэн сортууд нь:
- Цамхаг (азот) - 75%. Энэ ангийн хүхрийн хүчлийн нягт нь 1670 кг/м3 байна. Үүнийг нэрлэ. Азотын арга, үүнд хүхрийн давхар исэл SO2 агуулсан анхан шатны түүхий эдийг доторлогоотой цамхагт (энэ нь сортын нэр) шарж бэлтгэх явцад гаргаж авсан шарсан хийг азотоор боловсруулдаг (энэ нь нь мөн H2 SO4, гэхдээ түүнд ууссан азотын ислүүдтэй). Үүний үр дүнд хүчил, азотын исэл ялгардаг бөгөөд тэдгээр нь үйл явцад зарцуулагдахгүй, харин үйлдвэрлэлийн мөчлөгт буцаж ирдэг.
- Холбоо барих - 92, 5-98, 0%. Энэ ангийн 98%-ийн хүхрийн хүчлийн нягт нь 1836.5 кг/м3 байна. Үүнийг мөн SO2 агуулсан хийг шарах замаар гаргаж авдаг бөгөөд уг процесс нь давхар ислийг ангидрид SO3 болгон исэлдүүлдэг (тиймээс сортын нэр) хэд хэдэн давхар хатуу ванадийн катализатортой.
- Олеум - 104.5%. Түүний нягт нь 1896.8 кг/м3. Энэ бол H2SO4 дахь SO3 -ийн шийдэл бөгөөд эхний бүрэлдэхүүн хэсэг нь 20 %, хүчил - яг 104.5%.
- Олеум өндөр - 114.6%. Түүний нягт нь 2002 кг/м3.
- Зай - 92-94%.
Машины батерей хэрхэн ажилладаг вэ
Хамгийн том цахилгаан төхөөрөмжүүдийн нэг нь хүхрийн хүчлийн усан уусмалын дэргэд явагддаг цахилгаан химийн процесст бүрэн суурилдаг.
Машины аккумлятор нь шингэрүүлсэн хүхрийн хүчлийн электролит бахэд хэдэн хавтан хэлбэртэй эерэг ба сөрөг электродууд. Эерэг ялтсууд нь улаан хүрэн материалаар хийгдсэн - хар тугалганы давхар исэл (PbO2), сөрөг ялтсууд нь саарал өнгөтэй "хөвөн" хар тугалга (Pb).
Электодууд нь хар тугалга эсвэл хар тугалга агуулсан материалаар хийгдсэн байдаг тул энэ төрлийн батерейг ихэвчлэн хар тугалганы хүчлийн батерей гэж нэрлэдэг. Түүний гүйцэтгэл, өөрөөр хэлбэл гаралтын хүчдэлийн хэмжээ нь электролит хэлбэрээр зайнд дүүргэсэн хүхрийн хүчлийн (кг/м3 эсвэл г/см3) одоогийн нягтаар шууд тодорхойлогддог.
Батерейг цэнэггүй болгох үед электролит юу болох вэ
Хар тугалганы хүчлийн аккумуляторын электролит нь бүрэн цэнэглэгдсэн үед 30%-ийн агууламжтай химийн цэвэр нэрмэл усанд аккумляторын хүхрийн хүчлийн уусмал юм. Цэвэр хүчил нь 1.835 г/см3, электролит нь 1.300 г/см3 нягттай. Зайг цэнэггүй болгох үед түүний дотор цахилгаан химийн урвал явагддаг бөгөөд үүний үр дүнд электролитээс хүхрийн хүчлийг авдаг. Уусмалын концентрацийн нягт нь бараг пропорциональ хамааралтай тул электролитийн концентраци буурснаас болж буурах ёстой.
Цэнэглэх гүйдэл зайгаар урсаж байх үед түүний электродын ойролцоох хүчил идэвхтэй ашиглагдаж, электролит нь улам шингэрдэг. Хүчилийг бүхэлд нь электролитийн эзэлхүүн ба электродын ялтсууд руу тараах нь химийн урвалын ойролцоогоор тогтмол эрчмийг хадгалж, үр дүнд нь гарцхүчдэл.
Цутгах үйл явцын эхэн үед үүссэн сульфат нь электродын идэвхтэй материалын нүх сүвийг хараахан бөглөөгүй байгаа тул электролитээс ялтсууд руу хүчлийн тархалт хурдан явагддаг. Сульфат үүсч, электродын нүх сүвийг дүүргэж эхлэхэд тархалт илүү удаан явагдана.
Онолын хувьд бүх хүчил дуусч, электролит нь цэвэр ус болтол гадагшлалтыг үргэлжлүүлж болно. Гэсэн хэдий ч туршлагаас харахад электролитийн нягтрал 1.150 г/см хүртэл буурсаны дараа ялгаралт үргэлжлэх ёсгүй.3.
Нягт 1,300-аас 1,150 болж буурахад энэ нь урвалын явцад маш их сульфат үүссэн гэсэн үг бөгөөд энэ нь ялтсууд дээрх идэвхтэй материалын бүх нүхийг, өөрөөр хэлбэл бараг бүх хүхрийн хүчлийг дүүргэдэг. Нягт нь концентрацаас пропорциональ хамааралтай бөгөөд батерейны цэнэг нь нягтралаас хамаарна. Зураг дээр. Батерейны цэнэгийн электролитийн нягтаас хамаарлыг доор харуулав.
Электролитийн нягтыг өөрчлөх нь батерейг зөв ашигласан тохиолдолд цэнэгийн цэнэгийн төлөвийг тодорхойлох хамгийн сайн арга юм.
Электролитийн нягтаас хамаарч машины батерейны цэнэгийн хэмжээ
Түүний нягтыг хоёр долоо хоног тутамд хэмжиж, цаашид ашиглахын тулд уншилтыг тасралтгүй бүртгэж байх ёстой.
Электролитийн нягтрал их байх тусам хүчил агуулагдаж, батерейг цэнэглэнэ. Нягт 1.300-1.280г/см3бүрэн цэнэглэгдсэнийг илтгэнэ. Дүрмээр бол электролитийн нягтралаас хамааран зайны цэнэгийн дараах зэрэглэлийг ялгадаг:
- 1, 300-1, 280 - бүрэн цэнэглэгдсэн:
- 1, 280-1, 200 - хагасаас илүү хоосон;
- 1, 200-1, 150 - хагасаас бага дүүрсэн;
- 1, 150 - бараг хоосон байна.
Бүрэн цэнэглэгдсэн батерей нь машиныхаа сүлжээнд холбогдохоос өмнө нэг үүрэнд 2.5-2.7 вольт хүчдэлтэй байдаг. Ачаалал холбогдсон даруйд гурав, дөрвөн минутын дотор хүчдэл 2.1 вольт хүртэл хурдан буурдаг. Энэ нь сөрөг электродын ялтсуудын гадаргуу болон хар тугалганы хэт ислийн давхарга ба эерэг хавтангийн металлын хооронд хар тугалганы сульфатын нимгэн давхарга үүссэнтэй холбоотой юм. Машины сүлжээнд холбогдсоны дараа үүрний хүчдэлийн эцсийн утга нь ойролцоогоор 2.15-2.18 вольт байна.
Ашиглалтын эхний цагт батерейгаар гүйдэл гүйж эхлэхэд илүү их сульфат үүсэхээс эсийн дотоод эсэргүүцэл нэмэгдэж, хүчдэл 2 В хүртэл буурдаг. ялтсуудын нүх сүв, электролитээс хүчлийг зайлуулах. Гүйдлийн урсгал эхлэхээс өмнөхөн электролитийн нягт хамгийн их бөгөөд 1,300 г/см3-тэй тэнцүү байна. Эхлээд түүний ховор тохиолддог, гэхдээ дараа нь ялтсуудын ойролцоох хүчлийн нягтрал ба электролитийн үндсэн эзэлхүүний хооронд тэнцвэртэй байдал бий болж, электродоор хүчлийг зайлуулах нь шинэ хэсгүүдийг нийлүүлэх замаар дэмжигддэг. электролитийн үндсэн хэсгээс хүчил. Энэ тохиолдолд электролитийн дундаж нягтЗурагт үзүүлсэн хамаарлын дагуу тогтмол буурсаар байна. илүү өндөр. Эхний уналтын дараа хүчдэл илүү удаан буурч, батерейны ачааллаас хамааран буурах хурд буурдаг. Цутгах үйл явцын цаг хугацааны графикийг Зураг дээр үзүүлэв. доор.
Зай дахь электролитийн төлөвийг хянах
Нягтыг тодорхойлохын тулд гидрометр ашигладаг. Энэ нь жижиг битүүмжилсэн шилэн хоолойноос бүрдэнэ, доод төгсгөл нь сум эсвэл мөнгөн усаар дүүрсэн өргөтгөлтэй, дээд хэсэгт нь төгссөн масштабтай. Энэ хуваарийг 1.100-аас 1.300 хооронд тэмдэглэсэн бөгөөд тэдгээрийн хооронд янз бүрийн утгууд байна. доор. Хэрэв энэ гидрометрийг электролит дотор байрлуулсан бол тодорхой гүнд живэх болно. Ингэхдээ электролитийн тодорхой эзэлхүүнийг нүүлгэн шилжүүлэх бөгөөд тэнцвэрт байдалд хүрэхэд шилжсэн эзэлхүүний жин нь ердөө л гидрометрийн жинтэй тэнцүү байх болно. Электролитийн нягт нь түүний жин ба эзэлхүүний харьцаатай тэнцүү бөгөөд гидрометрийн жин нь мэдэгдэж байгаа тул уусмалд дүрэх түвшин бүр нь тодорхой нягттай тохирч байна.
Зарим гидрометрүүд нь нягтын утгыг агуулсан хуваарьгүй боловч "Цэнэглэсэн", "Хагас цэнэгтэй", "Бүтэн цэнэгтэй" эсвэл үүнтэй төстэй бичээсээр тэмдэглэгдсэн байдаг.
