Аккумуляторы

Аккумуляторы – гальванические элементы многоразового и обратимого действия.

В отличии от гальванического элемента, в котором протекают необратимые реакции (разрядка), в аккумуляторах могут под действием внешнего источника постоянного тока происходить обратные реакции восстановления исходных веществ (аккумуляция энергии, процесс зарядки).

Наибольшее распространение получил свинцовый (или кислотный) аккумулятор. В основе его действия лежит следующая реакция:

разрядка

Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ 2PbSO₄ + 2H₂O

Зарядка

Свинцовый аккумулятор прост в эксплуатации, обладает устойчивым режимом работы и КПД 80%. Номинальное напряжение 2В. Обычно аккумуляторы последовательно соединяют в батареи. Автомобильный аккумулятор состоит из 6 свинцовых ячеек (ЭДС 12В).

Часть 2. Коррозия металлов. Способы защиты металлов от коррозии

Коррозия ( от лат. «разъедать») - это процесс самопроизвольного разрушения металлов под воздействием окружающей среды.

Сущность коррозии – самопроизвольное окисление металлов в процессе окислительно-восстановительного взаимодействия их с окружающей средой.

Химическая коррозия – разрушение металлов окислением его при непосредственном контакте с окислителем, окружающей среды без возникновения электрического тока. Обычно возникает при взаимодействии металлов с сухими газами (О₂ воздуха, Cl₂ и др.) при повышенной температуре

Например, химическая коррозия металлов в газовой атмосфере кислорода (например, резка металла «болгаркой»).

nMe + m/2 O₂ = Me_nO_m

Me⁰  nē  Me⁺ⁿ

m/2 O₂ + 2mē  mO ^2

G =  RT lnK

Химическая коррозия обуславливается взаимодействием металлов с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрический ток.

Химическая коррозия - образование окалины на Fe при высокой температуре. Оксиды FeO , Fe₃O₄ , Fe₂ O₃ не защищают металл от дальнейшего окисления, т.к. содержат трещины, поры. Наоборот, на Al и Cr образуются хорошие защитные пленки, полностью препятствующие проникновению газов к поверхности, поэтому эти металлы в атмосферных условиях коррозионно стойки, несмотря на их высокую химическую активность (Al₂O₃ , Cr₂O₃ ).

Меры защиты от химической коррозии:

- легирование металлов, т.е. введение в состав материала (металла, сплава, полупроводника) определенных примесей для изменения или улучшения физических и химических свойств металлов;

- замена агрессивной газовой среды (сварка в атмосфере инертного газа ит.п.);

- создание жаропрочных сплавов;

- насыщение поверхности изделий металлами, дающими защитные оксиды на повехности (насыщение алюминием – алитерирование, хромом – термохромирование).

Ежегодно в мире за счет коррозии теряется 10 – 15% продукции стали. Основные потери происходят за счет коррозии, протекающей по электрохимическому типу.

Электрохимическая коррозия (ЭХК) – разрушение металла при соприкосновении с электролитом, но при отсутствии прямого контакта с окислителем окружающей среды, и с возникновением вследствие этого в системе электрического тока.

При ЭХК наряду с химическими процессами (отдачей электронов) протекают и электрические – перенос электронов от одного участка металла к другому.

Для протекания коррозии по электрохимическому типу необходимы следующие условия:

1. Наличие разности потенциалов на поверхности металла. Она возникает при контакте 2-х различных металлов, наличии в металле примесей, неровно обработанной поверхности.

2. Присутствии токопроводящей среды (замыкающей разность потенциалов). Это может быть вода (влага воздуха), раствор электролита (морская вода ит.п.)

3. Наличие окислителя (деполяризатора). Обычно это – кислород воздуха, присутствующий также и в воде водоемов, или Н⁺ («кислотные дожди»).

1. наличие в металле примесей;