Министерство образования и науки РФ

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра общей химии

Контролируемая самостоятельная работа студента по химии

на тему:

«Химические источники тока.

Свинцовые (кислотные) аккумуляторы»

Выполнил:

студент 1 курса

факультета АП

группы ЭСиС-117

Соколов К.В.

Проверила:

Кутнякова

Уфа – 2008

Содержание:

1. Химические источники тока (общее понятие) 3

2. Свинцовые (кислотные) аккумуляторы. 6

   1. . История создания. 6

   2. . Электрохимические и другие физико-химические процессы. 7

а) Токообразующие реакции 7

б) Особенности разряда и заряда 9

2.3. Конструкция и технология свинцовых аккумуляторов 11

а) Конструкция электродов 11

б) Конструкция аккумуляторов 13

2.4. Характеристики 14

а) Общие разрядные и зарядные характеристики 14

2.5. Дальнейшее совершенствование свинцовых аккумуляторов 17

3. Pb – металл, входящий в состав электрода ХИТ 21

Список литературы 27

1. Химические источники тока (общее понятие).

Химические источники тока (ХИТ) – это устройства, вырабатывающие электрическую энергию за счёт прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительных реакций.

Первые ХИТ были созданы в XIX в. (Вольтов столб, 1800г.; элемент Даниела — Якоби, 1836г.; Лекланше элемент, 1865г., и др.). До 60-х гг. XIX в. ХИТ были единственными источниками электроэнергии для питания электрических приборов и для лабораторных исследований.

Основу ХИТ составляют два электрода (один — содержащий окислитель, другой — восстановитель), контактирующие с электролитом. Между электродами устанавливается разность потенциалов — электродвижущая сила (ЭДС), соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. Действие ХИТ основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно разделённых процессов: на отрицательном электроде восстановитель окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи (создавая разрядный ток) к положительному электроду, где участвуют в реакции восстановления окислителя.

В зависимости от эксплуатационных особенностей и от электрохимической системы (совокупности реагентов и электролита) ХИТ делятся на:

- гальванические элементы (обычно называются просто элементами), которые, как правило, после израсходования реагентов (после разрядки) становятся неработоспособными, и

- аккумуляторы, в которых реагенты регенерируются при зарядке — пропускании тока от внешнего источника.

Такое деление условно, так как некоторые элементы могут быть частично заряжены. К важным и перспективным ХИТ относятся топливные элементы (электрохимические генераторы), способные длительно непрерывно работать за счёт постоянного подвода к электродам новых порций реагентов и отвода продуктов реакции. Конструкция резервных химических источников тока позволяет сохранять их в неактивном состоянии 10—15 лет.

С начала ХХв. производство ХИТ непрерывно расширяется в связи с развитием автомобильного транспорта, электротехники, растущим использованием радиоэлектронной и другой аппаратуры с автономным питанием. Промышленность выпускает ХИТ, в которых преимущественно используются окислители PbO2, NiOOH, MnO2 и др., восстановителями служат Pb, Cd. Zn и др. металлы, а электролитами — водные растворы щелочей, кислот или солей.

Основные характеристики ряда ХИТ приведены в таблице. Лучшие характеристики имеют разрабатываемые ХИТ на основе более активных электрохимических систем. Так, в неводных электролитах (органических растворителях, расплавах солей или твёрдых соединениях с ионной проводимостью) в качестве восстановителей можно применять щелочные металлы. Топливные элементы позволяют использовать энергоёмкие жидкие или газообразные реагенты.