57
CHặNG VIII
CNG NGH SAN XUT ACCU CHầ AXIT

1. Cồ sồớ lờ thuyóỳt vóử saớn xuỏỳt accu chỗ axit:
I. Nguyón lờ laỡm vióỷc cuớa accu chỗ axit:
Accu chỗ axit laỡ nguọửn õióỷn thổù cỏỳp. Saớn phỏứm cuớa phaớn ổùng phoùng õióỷn õổồỹc
hoaỡn nguyón thaỡnh chỏỳt hoaỷt õọỹng ban õỏửu nóỳu ta cho qua noù mọỹt doỡng õióỷn mọỹt chióửu
ngổồỹc chióửu vồùi doỡng õióỷn phoùng.
Hóỷ thọỳng õióỷn hoaù cuớa accu chỗ axit õổồỹc bióứu dióựn:
(+) PbO
2
/ PbSO
4
/ H
2
SO
4
/ PbSO
4
/ Pb (-)
1/ Quaù trỗnh phoùng, naỷp õióỷn:
nguọửn 1 chióửu


n
I


ỗ
I

taới











PbSO
4
PbSO
4
PbO
2
Pb
Hỗnh 1a. (naỷp õióỷn) Hỗnh 1b. (phoùng õióỷn)
Khi chổa naỷp õióỷn caớ hai baớn cổỷc ỏm vaỡ dổồng õóửu tọửn taỷi daỷng PbO. Khi ngỏm
trong dung dởch axit H
2
SO
4
caớ hai baớn cổỷc õóửu tọửn taỷi daỷng PbSO
4
theo phaớn ổùng sau:
PbO + H
2

SO
4
= PbSO
4
+ H
2
O (1)
Nhổ vỏỷy, accu chổa phỏn cổỷc vaỡ chổa phoùng õióỷn õổồỹc.
a/ Quaù trỗnh naỷp õióỷn: (Hỗnh 1a.)
óứ naỷp õióỷn õổồỹc ta lỏỳy cổỷc dổồng cuớa nguọửn õióỷn naỷp (nguọửn mọỹt chióửu) nọỳi vồùi
cổỷc dổồng cuớa accu, cổỷc ỏm cuớa nguọửn naỷp nọỳi vồùi cổỷc ỏm cuớa accu.
Khi naỷp, nhồỡ coù doỡng bón ngoaỡi caùc õióỷn tổớ seợ chuyóứn õọỹng tổỡ baớn cổỷc dổồng
sang baớn cổỷc ỏm taỷo thaỡnh doỡng õióỷn naỷp (I
n
). Luùc õoù ta coù:
* baớn cổỷc dổồng:
SO
4
2-
+ PbSO
4
+ 2H
2
O

e2
PbO
2
+ H
2

SO
4
(2)
* baớn cổỷc ỏm:
H
+
+ PbSO
4


+
e
2
Pb + H
2
SO
4
(3)
58
Kóỳt quaớ khi kóỳt thuùc quaù trỗnh naỷp õióỷn laỡ:
- ớ baớn cổỷc dổồng PbO
2
õổồỹc taỷo thaỡnh (maỡu õoớ gaỷch), coỡn ồớ baớn cổỷc ỏm Pb xọỳp
õổồỹc taỷo thaỡnh (maỡu xaùm tro). Vaỡ accu õổồỹc phỏn cổỷc ồớ traỷng thaùi tờch õióỷn.
- Axit H
2
SO
4
õổồỹc taỷo thaỡnh, coỡn H
2

O bở phỏn li. Do õoù, nọửng õọỹ dung dởch khi
naỷp õióỷn õỏửy seợ tng lón, sổùc õióỷn õọỹng (E) cuớa accu cuợng tng theo vaỡ õióỷn trồớ trong
giaớm xuọỳng.
Kóỳt hồỹp hai phaớn ổùng (2) vaỡ (3), ta coù phổồng trỗnh tọứng hồỹp khi naỷp õióỷn nhổ
sau: PbSO
4
+ 2H
2
O+H
2
SO
4
+ PbSO
4
= PbO
2
+ 2H
2
SO
4
+ Pb (4)
(+) (dd õióỷn phỏn) (-) (+) (-)
Quaù trỗnh hoaù hoỹc kóỳt thuùc khi hoaỷt chỏỳt õaợ bióỳn õọứi hóỳt vaỡ õióỷn thóỳ trón mọựi ngn
accu õồn laỡ 2.05 volt.
b/ Quaù trỗnh phoùng õióỷn: (Hỗnh 1b.)
Khi phoùng õióỷn, dổồùi taùc duỷng cuớa sổùc õióỷn õọỹng rióng cuớa accu thỗ caùc õióỷn tổớ seợ
chuyóứn õọỹng theo hổồùng ngổồỹc laỷi tổỡ baớn cổỷc dổồng sang baớn cổỷc ỏm, taỷo doỡng phoùng
cho maỷch ngoaỡi qua phuỷ taới. Coỡn ồớ trong dung dởch thỗ doỡng õióỷn seợ õi tổỡ cổỷc ỏm sang
cổỷc dổồng. Do õoù, ion H
+

õi theo chióửu doỡng õióỷn vóử cổỷc dổồng, coỡn ion SO
4
2-
õi theo
chióửu ngổồỹc laỷi vóử cổỷc ỏm. Khi õoù caùc phaớn ổùng hoaù hoỹc xaớy ra ồớ caùc cổỷc nhổ sau:
* baớn cổỷc dổồng:
2H
+
+ PbO
2
+ H
2
SO
4


+
e
2
PbSO
4
+ 2H
2
O (5)
* baớn cổỷc ỏm:
SO
4
2-
+ Pb


e2
PbSO
4
(6)
Kóỳt quaớ laỡ:
- Hoaỷt chỏỳt ồớ baớn cổỷc dổồng PbO
2
vaỡ baớn cổỷc ỏm Pb bở chuyóứn dỏửn thaỡnh PbSO
4

vaỡ do õoù sổỷ phỏn cổỷc cuớa accu giaớm. Tuy nhión, mọỹt õióửu cỏửn chuù yù laỡ PbSO
4
ồớ õỏy coù
daỷng tinh thóứ nhoớ, móửm vaỡ dóự bở phỏn li trong quaù trỗnh naỷp. Khaùc vồùi hióỷn tổồỹng sunphat
hoaù taỷo thaỡnh nhổợng haỷt sunphat chỗ lồùn, maỡu trừng baùm trón bóử mỷt vaỡ ồớ ngay trong chỏỳt
hoaỷt tờnh cuớa caùc baớn cổỷc. Lồùp tinh thóứ naỡy coù õióỷn trồớ lồùn, cổùng vaỡ khoù bở phaù vồớ trong
quaù trỗnh naỷp, laỡm giaớm hióỷu suỏỳt cuớa accu.
- Axit H
2
SO
4
bở phỏn li coỡn H
2
O õổồỹc taỷo thaỡnh. Do vỏỷy, khi phoùng õióỷn thỗ nọửng
õọỹ axit seợ giaớm dỏửn vaỡ sổùc õióỷn õọỹng giaớm, coỡn õióỷn trồớ trong tng lón.
Phổồng trỗnh phaớn ổùng tọứng hồỹp cuớa quaù trỗnh phoùng:
PbO
2
+ 2H
2

SO
4
+ Pb = PbSO
4
+ 2H
2
O + PbSO
4
(7)
(+) (-) (+) (-)
Sổỷ thay õọứi nọửng õọỹ cuớa dung dởch õióỷn phỏn trong quaù trỗnh phoùng vaỡ naỷp õióỷn laỡ
mọỹt trong nhổợng dỏỳu hióỷu õóứ xaùc õởnh mổùc phoùng õióỷn cuớa accu trong khi sổớ duỷng.
Coù thóứ toùm từt quaù trỗnh phoùng naỷp õióỷn cuớa accu chỗ axit trong baớng dổồùi õỏy:



59
QUẠ TRÇNH PHỌNG NẢP ÂIÃÛN CA ACCU CHÇ AXIT

Trảng thại accu Bn cỉûc dỉång Dung dëch âiãûn phán Bn cỉûc ám
Âỉåüc nảp âáưy


 phọng hãút âiãûn

PbO
2

(oxit chç)
↑↓


PbSO
4

(tinh thãø nh)

2H
2
SO
4


↑↓

H
2
O

Pb
( xäúp, ngun cháút)
↑↓

PbSO
4

(tinh thãø nh)

3/ Cạc thäng säú chênh ca accu:
Trong mäùi ngàn ca bçnh accu l mäüt accu âån. Accu âån cọ âáưy â cạc âàûc tênh
cho c bçnh. Khi näúi tiãúp nhiãưu ngàn lải thnh bçnh accu âãø tàng hiãûu thãú ca bçnh âãún

mäüt giạ trë âënh mỉïc no âọ: 6 Volt, 8 Volt, 12 Volt, 24 Volt. Do váûy, khi nghiãn cỉïu âàûc
tênh ca bçnh accu ta chè cáưn kho sạt mäüt accu dån l â.
a/ Sỉïc âiãûn âäüng: l âiãûn ạp khäng ti trãn cỉûc accu, phủ thüc ch úu
vo âiãûn thãú âiãûn cỉûc, tỉïc phủ thüc vo bn cháút, âàûc tênh lê hoạ ca váût liãûu lm bn
cỉûc, nhiãût âäü ca mäi trỉåìng, näưng âäü ca dung dëch âiãûn phán m khäng phủ thüc vo
kêch thỉåïc bãn ngoi ca lạ cỉûc.
Cọ thãø xạc âënh sỉïc âiãûn âäüng ca accu bàòng hai phỉång phạp:
* Dng phỉång trçnh Gibbs-Hemholm:

T
E
T
nF
Q
E
∂
∂
+
×
=
18.4

Q: l hiãûu ỉïng nhiãût ca phn ỉïng âiãûn cỉûc. Âọ l entanpi ca quạ trçnh Q = -
∆
H
Âäúi våïi phn ỉïng:
PbO
2
+ 2H
2

SO
4
+ Pb = 2PbSO
4
+ 2H
2
O

∆
H = 2
∆
H
PbSO4
+ 2
∆
H
H2O
-
∆
H
PbO2
- 2
∆
H
H2SO4


∆
H = 2(-218.8) + 2(-68.31) - (-65.5) - 2(-207.45) = -93.820 kcal/mol


∆
H = -93820 cal/mol
T
E
∂
∂
: hãû säú nhiãût âäü; thỉåìng láúy
0003.0=
∂
∂
T
E
Volt/âäü
Váûy:
VoltE 123.20003.0)27318(
965002
9382018.4
=×++
×
×
=

* Dng phỉång trçnh thỉûc nghiãûm:
Dng cäng thỉïc thỉûc nghiãûm:

ρ
+=
85.0
0
E

E
o
: sỉïc âiãûn âäüng ca accu âån âỉåüc âo trong trỉåìng håüp accu khäng ti

ρ
: näưng âäü ca dung dëch âiãûn phán åí +15
o
C nhỉng khäng láúy theo âån vë g/cm
3

m âỉåüc tênh bàòng volt qui vãư 15
o
C.
60
Nhỉ váûy, näưng âäü accu thay âäøi trong khong 1.12-1.29 g/cm
3
thç sỉïc âiãûn âäüng
ca accu thay âäøi tỉì 1.97-2.14 Volt.
Khi näưng âäü ca dung dëch âiãûn phán tàng thç sỉïc âiãûn âäüng ténh ca accu cng
tàng theo, nhỉng näưng âäü ca dung dëch cng khäng thãø tàng hồûc gim quạ mỉïc nhỉ
trãn. Thỉûc tãú cho tháúy accu lm viãûc khạ täút khi näưng âäü dung dëch âiãûn phán l 1.27-
1.29g/cm
3
(åí Nga), cn åí nỉåïc ta l 1.23-1.26g/cm
3
. Ngoi ra, vç näưng âäü phủ thüc vo
nhiãût âäü ca mäi trỉåìng nãn sỉïc âiãûn âäüng phủ thüc vo nhiãût âäü ca dung dëch âiãûn
phán nỉỵa.
Vê dủ: Khi nhiãût âäü thay âäøi tỉì +20
o

C âãún -40
o
C thç sỉïc âiãûn âäüng accu gim tỉì
2.12 volt âãún 2.096 volt.
Ngỉåìi ta qui ỉåïc láúy nhiãût âäü cháút âiãûn li +15
o
C âãø lm chøn. Tỉì âọ qui âỉåüc cạc
trë säú hiãûu chènh khi âo näưng âäü âiãûn dëch åí cạc nhiãût âäü khạc nhau. Trë säú hiãûu chènh ny
l 0.0007 g/cm
3
cho 1
o
C. Trë säú ny âỉåüc cng vo nhiãût âäü cao hån +15
o
C v trỉì âi khi
nhiãût âäü mäi trỉåìng âo tháúp hån +15
o
C.
b/ Dung lỉåüng accu: l têch säú giỉỵa dng âiãûn phọng v thåìi gian phọng,
kê hiãûu C.

∫
=
=
0
0
)(
t
t
dttIC


t
o
: thåìi gian lục accu âảt âãún âiãûn thãú cúi. Thäng thỉåìng accu phọng âiãûn våïi
dng khäng âäøi I(t) = I. Váûy:
C = I.t (A.h)
Theo âënh lût Faraday mún thu âỉåüc mäüt âiãûn lỉåüng:
1F = 96500 Coulomb = 26.8 A.h thç cáưn mäüt âỉång lỉåüng gam cạc cháút tham gia
phn ỉïng sinh âiãûn.
Ta cọ: 1 âỉång lỉåüng gam
gPbO 6.119
2
2.239
2
==

1 âỉång lỉåüng gam gPb 6.103
2
2.207
==

1 âỉång lỉåüng gam
gSOH 98
2
98
2
42
=×=

Váûy mún âỉåüc 1 A.h cáưn:


gPbO 46.4
8.26
6.119
:
2
=

gPb 87.3
8.26
6.103
:
=


gSOH 66.3
8.26
98
:
42
=

Nhỉng dung lỉåüng thỉûc tãú chè âảt 50% dung lỉåüng lê thuút.
Dung lỉåüng accu phủ thüc vo hai úu täú sau:
61
* Chóỳ õọỹ phoùng õióỷn: nóỳu phoỡng õióỷn vồùi doỡng caỡng lồùn thỗ dung lổồỹng phoùng seợ
caỡng nhoớ. chóỳ õọỹ phoùng 10h accu seợ cho dung lổồỹng lồùn nhỏỳt. Nón dung lổồỹng ồớ chóỳ õọỹ
naỡy õổồỹc coi laỡ dung lổồỹng õởnh mổùc. (nóỳu phoùng vồùi doỡng nhoớ vaỡ thồỡi gian phoùng lỏu thỗ
axit H
2

SO
4
seợ khuyóỳch taùn vaỡo lọự xọỳp cuớa laù cổỷc laỡm cho caùc chỏỳt hoaỷt õọỹng õóửu tham gia
phaớn ổùng sinh õióỷn. Tuy nhión, nóỳu doỡng phoùng quaù nhoớ thỗ seợ gỏy ra hióỷn tổồỹng tổỷ
phoùng lồùn)
* Nhióỷt õọỹ mọi trổồỡng chung quanh: sổỷ thay õọứi nhióỷt õọỹ cuớa mọi trổồỡng chung
quanh laỡm aớnh hổồớng õóỳn nọửng õọỹ dung dởch cuợng nhổ dung lổồỹng cuớa accu. Thổồỡng
choỹn nhióỷt õọỹ +30
o
C laỡm chuỏứn cho vióỷc õo dung lổồỹng. Khi nhióỷt õọỹ khaùc 30
o
C coù thóứ
tờnh dung lổồỹng theo cọng thổùc:
C
1
= C
30
[1 + 0.008 (t-30)] (A.h)
C
1
: dung lổồỹng õo ồớ nhióỷt õọỹ t
o
C
C
30
: dung lổồỹng õo ồớ nhióỷt õọỹ 30
o
C cho theo lờ lởch nồi saớn xuỏỳt
0.008: hóỷ sọỳ nhióỷt õọỹ cuớa dung lổồỹng.
c/ ỷc tờnh phoùng, naỷp cuớa accu:

Trong phỏửn naỡy õóứ cuỷ thóứ hoaù ta chố xeùt õỷc tờnh phoùng naỷp vồùi doỡng õióỷn khọng
õọứi (I = 5.4 A) vaỡ chóỳ õọỹ phoùng 10h: C
õm
= 54 A.h

ióứm cuọỳi quaù thồỡi gian nghố
trỗnh phoùng U
n
B (2.7V)
Bừt õỏửu E
aq

I (A)

U(V) E
aq
2.4V
E
o

20 - - 2.0-
1.96 E
o
I
n
R
aq




E U
p
A(1.7)

E
15 - - 1.5- I
p
R
aq

1.27 1.27





10 - - 1.0- 1.11 1.11


0.54 I
p
I
n

5 - - 0.5 -
C
p
= 5.4
ì
10 = 54 A.h Cn = I

n
ì
t
n



0 10 t(h) 0 10 14 t(h)
Hỗnh (a): phoùng Hỗnh (b): naỷp