O que é uma bateria de chumbo-ácido?
Oct 31, 2022
https://youtu.be/kNGg0P7B5fI
A bateria de chumbo-ácido é uma bateria recarregável que usa chumbo e ácido sulfúrico para desempenhar um papel. O chumbo é imerso em ácido sulfúrico para permitir reações químicas controladas.
Esta reação química é a causa da geração de energia da bateria. A reação é então invertida para carregar a bateria.
Materiais para baterias de chumbo-ácido
Os principais materiais ativos necessários para a construção de baterias de chumbo-ácido são:
Peróxido de chumbo (PbO2): material marrom escuro, duro e quebradiço, formando uma placa positiva.
Chumbo esponja (Pb): Chumbo puro sob a condição de esponja macia forma a placa negativa.
Ácido sulfúrico diluído (H2SO4): um ácido forte e bom eletrólito. É altamente ionizado e a maior parte do calor liberado durante a diluição vem da hidratação dos íons de hidrogênio. Para baterias de chumbo-ácido com água: ácido=3:1.
Como funcionam as baterias de chumbo-ácido?
A bateria de chumbo-ácido é feita de placa de eletrodo de peróxido de chumbo e placa de eletrodo de chumbo de esponja imersa em ácido sulfúrico diluído. A corrente é conectada externamente entre essas placas. No ácido sulfúrico diluído, as moléculas de ácido se dividem em íons positivos de hidrogênio (H mais ) e íons negativos de sulfato (SO4 --). Ao atingir a placa de PbO2, os íons de hidrogênio recebem elétrons de lá e se transformam em átomos de hidrogênio, atacando novamente o PbO2 e formando PbO e H2O (água). Este PbO reage com H2SO4 para formar PbSO4 e H2O (água).
Os íons SO4 - (ânions) movem-se para o eletrodo (ânodo) conectado ao pólo positivo da fonte de alimentação DC, onde eles cederão o excesso de elétrons e se tornarão o radical livre SO4. Este SO4 radical não pode existir sozinho; Portanto, reage com o PbSO4 do ânodo para gerar peróxido de chumbo (PbO2) e ácido sulfúrico (H2SO4).
Quando a bateria está carregada
O carregamento é um processo de reação eletroquímica reversa. Ele converte a energia elétrica do carregador em energia química na bateria. No entanto, a bateria não armazena energia. Ele retém a energia química necessária para gerar eletricidade.
Se a tensão do carregador for maior que a da bateria, o carregador de bateria inverterá a corrente. O carregador gera muitos elétrons na placa negativa e os íons de hidrogênio positivos são atraídos por eles. O hidrogênio reage com sulfato de chumbo para gerar ácido sulfúrico e chumbo. Quando a maior parte do sulfato desaparece, o hidrogênio sobe da placa negativa. O oxigênio na água reage com o sulfato de chumbo na placa positiva para torná-lo novamente dióxido de chumbo. Quando a reação está prestes a terminar, bolhas de oxigênio sobem da placa positiva. Isso é chamado de sangramento.
Auto descarga
Uma característica ruim das baterias de chumbo-ácido é que elas descarregam sozinhas, mesmo quando não estão em uso. A regra geral é uma taxa de descarga automática de um por cento por dia. A taxa aumenta em alta temperatura e diminui em baixa temperatura.
A mudança de eletrólito na bateria de chumbo-ácido após a carga e descarga
Quando a bateria de chumbo é descarregada, o ácido sulfúrico no eletrólito diminui, o teor de água aumenta e a gravidade específica da solução diminui.
Quando a bateria de chumbo-ácido é carregada, o ácido sulfúrico no eletrólito aumenta continuamente, a água diminui gradualmente e a gravidade específica da solução aumenta.
Na verdade, a mudança na gravidade específica do eletrólito determina o estado de carga da bateria de chumbo-ácido. É por isso que é importante regar constantemente a bateria para garantir que você aproveite ao máximo.
