Свинцовый аккумулятор. Задачи 1080 — 1081

Уравнения химических процессов, протекающих на электродах свинцового аккумулятора

 

 

Задача 1080. 
Написать уравнения реакций, протекающих на электродах свинцового аккумулятора при его заряде и разряде.
Решение:
а) В свинцовом аккумуляторе металлический свинец служит анодом и заряжён отрицательно, а PbO2 служит катодом и заряжён положительно. При работе аккумулятора – при его разряде – в нём протекает окислительно-восстановительный процесс, в ходе которого металлический свинец окисляется, а диоксид свинца – восстанавливается:

на аноде: Pb0 — 2  = Pb2+;
на катоде: PbO2 + 4H+ + 2  = Pb2+ + 2H2O

или 

на аноде: Pb0 + SO42- — 2  = PbSO4;
на катоде: PbO2 + SO42- + 4H+ + 2 = PbSO4 + 2H2O

Суммарное уравнение реакции:

Pb + PbO2 + 2SO42-  + 4H+   = 2PbSO4 + 2Н2О

б) Для зарядки (или заряда) аккумулятор подключают к внешнему источнику тока (плюсом к плюсу и минусом к минусу). При этом ток протекает через аккумулятор в направлении обратном току, в котором он проходил при заряде аккумулятора. В результате этого электрохимические процессы обращаются. Свинцовый электрод теперь является катодом, а на электроде из диоксида свинца – становится анодом. При этом на электродах протекают следующие процессы:

на катоде: PbSO4 + 2 =  Pb + SO42-;
на аноде: PbSO4 + H2O — 2  = PbO2 + 4H+

Суммарное уравнение реакции:

2PbSO4 + 2Н2О = Pb + PbO2 + 2SO42-  + 4H+
 


Свойства элементов подгруппы ванадия, титана и хрома

Задача 1081. 
Сравнить свойства элементов подгруппы ванадия со свойствами элементов: а) главной подгруппы V группы; 
б) подгруппы титана; в) подгруппы хрома.
Решение:
а) Ванадий, ниобий, тантал – металлы, атомы которых содержат по 5 валентных электронов, которые расположеных на s-орбиталях внешнего и d-орбиталях предвнешнего слоя. Электронная конфигурация данных атомов должна иметь вид (n-1)d3ns2 , но с учетом проскока одного электрона для Nb и Ta – (n-1)d4ns1. Имея в наружном электронном слое атома два или один электрон, эти элементы отличаются от элементов главной подгруппы (азота, фосфора и др.) преобладанием металлических свойств.

Химия ванадия напоминает химию подгруппы азота тем, что в степени окисления +5 ванадию соответствует кислота НVО3, гораздо более устойчивая, чем кислоты сурьмы и висмута — членов главной подгруппы. В то же время этот элемент образует простое вещество, которое, подобно другим членам побочной подгруппы, является типичным устойчивым тугоплавким металлом.

При сопоставлении элементов подгруппы ванадия с фосфором и азотом наблюдается резкое расхождение свойств производных низших валентностей и закономерный ход изменения характера высших окислов. Действительно, при переходе по ряду N2O5, Р2O5, V2О5, Nd2О5, Та2O5 кислотный характер окисла весьма последовательно ослабляется,

Напротив, очень похожие на N и Р в производных низших валентностей элементы подгруппы мышьяка уже не дают закономерного изменения химического характера высших окислов при переходе от N к Вi.

б) Титан — Ti, цирконий — Zr, гафний — Hf и курчатовий — Ku — полные электронные аналоги с общей электронной формулой (n-1)d2ns2. Содержат по 4 валентных электронов, которые расположены на s-орбиталях внешнего и d-орбиталях предвнешнего слоя.

Элементы группы ванадия и титана термически устойчивы, температуры плавления и кипения выше у металлов группы ванадия. 

Кислотные свойства оксидов и гидроксидов более выражены у элементов группы ванадия, чем у элементов группы титана. 

В присутствии окислителей ванадий, ниобий и тантал растворяются в щелочах. К растворам щелочей цирконий и гафний (в меньшей степени титан) устойчивы. 

Ванадий при обычных условиях растворим в царской водке и концентрированной плавиковой кислоте. При нагревании растворим в азотной и концентрированной серной кислоте. Ниобий и тантал растворяются в смеси плавиковой и азотной кислоты. Титан при нагревании растворяется в соляной кислоте. Цирконий и гафний растворяются в кислотах, образуя устойчивые координационные соединения. Например, в плавиковой и концентрированной серной кислотах.

в) Элементы подгруппы хрома. Содержат по 6 валентных электронов, которые расположены на s-орбиталях внешнего и d-орбиталях предвнешнего слоя.

Кислотные свойства оксидов и гидроксидов более выражены у элементов группы хрома, чем у элементов группы ванадия.

Хром, молибден и вольфрам реагируют с расплавами щелочей, а ванадий, ниобий и тантал растворяются в щелочах. 

В отличие от группы ванадия хром растворим в соляной и разбавленной серной кислотах. Концентрированные кислоты-окислители на холоду хром пассивируют. Молибден и вольфрам, как и ниобий с танталом растворяются только в смеси плавиковой и концентрированной азотной кислоты при нагревании.


🎦 Видео

Мой метод восстановления необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторовСкачать

Мой метод восстановления необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов

Как работает свинцово-кислотный аккумуляторСкачать

Как работает свинцово-кислотный аккумулятор

ПРОСТОЙ способ восстановления свинцово-кислотного аккумулятора с НУЛЯСкачать

ПРОСТОЙ способ восстановления свинцово-кислотного аккумулятора с НУЛЯ

Переработка и изготовление пластин свинцового аккумулятора.Скачать

Переработка и изготовление пластин свинцового аккумулятора.

восстановление аккумулятора, простой ДЕсульфатор для свинцово кислотных акбСкачать

восстановление аккумулятора, простой ДЕсульфатор для свинцово кислотных акб

Восстановление свинцового аккумулятора от фонарика. Ремонт свинцово-кислотного аккумулятора от весовСкачать

Восстановление свинцового аккумулятора от фонарика. Ремонт свинцово-кислотного аккумулятора от весов

Как заряжать и разряжать AGM свинцовые аккумуляторыСкачать

Как заряжать и разряжать AGM свинцовые аккумуляторы

Сколько свинца в аккумуляторе Все этапы переплавки/ РЕЗУЛЬТАТ ВАС УДИВИТСкачать

Сколько свинца в аккумуляторе  Все этапы переплавки/ РЕЗУЛЬТАТ  ВАС УДИВИТ

Как работает свинцово-кислотный аккумуляторСкачать

Как работает свинцово-кислотный аккумулятор

Как легко и просто убить любой аккумулятор,на примере акб VARTA.Скачать

Как легко и просто убить любой аккумулятор,на примере акб VARTA.

Как заряжать герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. [теория]Скачать

Как заряжать герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. [теория]

Как и чем правильно зарядить свинцово кислотный аккумуляторСкачать

Как и чем правильно зарядить свинцово кислотный аккумулятор

Кислотная аккумуляторная батарея. Устройство, принцип работы и методы диагностикиСкачать

Кислотная аккумуляторная батарея. Устройство, принцип работы и методы диагностики

Вечный аккумулятор из свинцовых пластин, сделай самСкачать

Вечный аккумулятор из свинцовых пластин, сделай сам

КАК УСТРОЕН АККУМУЛЯТОР АКБСкачать

КАК УСТРОЕН АККУМУЛЯТОР АКБ

Электрохимическая реакция в свинцово-кислотном ...Скачать

Электрохимическая реакция в свинцово-кислотном ...

Сборка от А до Я свинцово марганцевой АКБ. ВСЁ В ДЕТАЛЯХ !!!Скачать

Сборка от А до Я свинцово марганцевой АКБ. ВСЁ В ДЕТАЛЯХ !!!

ПРОВЕРЬ ПЕРЕД ПОКУПКОЙ: внутреннее сопротивление аккумулятораСкачать

ПРОВЕРЬ ПЕРЕД ПОКУПКОЙ: внутреннее сопротивление аккумулятора

Как импульсное зарядное устройство Днипро-м ВС-41 заряжает аккумуляторСкачать

Как импульсное зарядное устройство Днипро-м ВС-41 заряжает аккумулятор

Как заряжать герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. [практика]Скачать

Как заряжать герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. [практика]
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии