Acumulador De Plomo

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

INGENIERÍA ELÉCTRICA

QUÍMICA

TEMA: ACUMULADOR DE PLOMO

INTEGRANTES: BETANCOURT GERMÁN

LOACHAMIN HENRY

ANTAMBA DANIELA

DISOLUCIONES Y ELECTROLITOS

Una disolución es aquella que está constituida por una mezcla de dos o más clases de moléculas:

Las de un disolvente

Las de un soluto

Cuando en una disolución cierto número de moléculas se disocian, separándose los iones cargados negativamente, de los iones cargados positivamente, se denomina electrolito.

El líquido donde se ha producido la ionización de las moléculas se llama electrolito. Los iones positivos se llaman cationes y los negativos aniones.

En todo electrolito hay el mismo número de aniones que de cationes, con lo que el líquido resulta eléctricamente neutro.

Los electrolitos permiten el paso de corriente eléctrica a través de ellos.

ELECTROLISIS

La electrólisis es un proceso mediante el cual, al hacer pasar una corriente eléctrica a través de una sustancia (en solución o fundida) se separa en los iones que la conforman.

ACUMULADOR DE PLOMO

Se llama acumulador a todo tipo de dispositivo capaz de transformar la energía eléctrica en energía química, conservándola almacenada en esta forma, pudiendo igualmente transformarla de nuevo en energía eléctrica cuando sea necesario.

Un acumulador no produce energía eléctrica, solo devuelve la que le hayamos proporcionado.

Cada celda tiene un ánodo de plomo y un cátodo hecho de dióxido de plomo (PbO2) empacado en una placa metálica.

Tanto el cátodo como el ánodo están sumergidos en una disolución acuosa de ácido sulfúrico, que actúa como electrolito. Las reacciones de la cela son:

Ánodo: Pb(s)+〖SO〗_(4 ) (ac) PbSO_4 (s)+〖2e〗^-

Cátodo: 〖PbO〗_2+4H^+ (ac)+〖SO〗_4 (ac)+〖2e〗^- 〖PbSO〗_4 (s)+2H_2 O(l)

〖 Pb(s)+PbO〗_2 (s)+〖4H〗^+ (ac)+〖2SO〗_4 (ac) 2〖PbSO〗_4+〖2H〗_2 O(l)

En condiciones normales de operación, cada celda produce 2 V; las seis celdas suministran 12 V de energía al circuito de encendido del automóvil y sus demás sistemas eléctricos. El acumulador de plomo puede liberar gran cantidad de corriente por un corto tiempo, como el que toma encender el motor

A diferencia de la cela de Leclanché y la batería de mercurio, el acumulador de plomo es recargable, lo cual significa que se invierte la reacción electroquímica normal al aplicar un voltaje externo en el cátodo y en el ánodo (este proceso se conoce como electrolisis) las reacciones que restituyen los materiales originales son:

PbSO_4 (s)+〖2e〗^- Pb(s)+ SO_4 (ac)

PbSO_(4 ) (s)+2H_2 O(l) 〖PbO〗_2+4H^+ (ac)+SO_4 (ac)+ 〖2e〗^-

Reacción global 2〖PbSO〗_4+〖2H〗_2 O (l) Pb(s)+PbO_2 (s)+4H^+ (ac)+〖2SO〗_4 (ac)

Los cálculos termodinámicos muestran que la f.e.m de muchas celdas electroquímicas disminuye cuando baja la temperatura. Sin embargo, el coeficiente de temperatura para un batería de plomo es de aproximadamente 〖1.5×10〗^(-4) V por cada grado que baja la temperatura. De manera que, aun cuando hubiera un cambio de temperatura de unos 40ºC, el voltaje disminuiría en tan solo 〖6×10〗^(-3) V que representa aproximadamente

(6×〖10〗^(-3) V )/12V×100%=0.05%

del voltaje de operación, un cambio insignificante. Lo que en realidad hace que la batería falle es el aumento de viscosidad del electrolito cuando baja la temperatura. Para que la batería funciones en forma adecuada, el electrolito dese ser totalmente conductor. Sin embargo como los iones se mueven con mayor lentitud en un medio viscoso, la resistencia del fluido aumenta y la energía que suministra la batería es menor. Si una batería que parece estar “muerta” se calienta a la temperatura ambiente en un día frio, recupera su potencia normal.

ESTRUCTURA DE UN ACUMULADOR DE PLOMO

Se puede distinguir una caja llamada mano-bloque, dividida en varios compartimientos o celdas, fabricadas actualmente de polipropileno.

En el interior de cada una de las celdas, se introduce una serie de placas constituidas por un armazón de aleación de plomo y antimonio en forma de rejilla, en cuyos huecos se incrusta una pasta llamada materia activa. La rejilla desempeña la misión de distribuir la corriente uniformemente en toda la placa, evitando que la materia activa se desprenda de ellas durante la carga y la descarga.

La materia activa que rellena las rejillas de las placas positivas es peróxido de plomo (PbO2) y la de las placas es plomo esponjoso (Pb).

Todas las placas se unen entre si mediante un puente o conector. Este conjunto queda sumergido en un líquido llamado electrolito, ácido sulfúrico y agua destilada.

Entre una placa positiva y las negativas contiguas se interpone un aislante o separador para evitar el contacto eléctrico entre ellas impidiendo conducción metálica entre placas de distinta polaridad y permitiendo que el electrolito pueda atravesar su estructura para reaccionar químicamente con las placas. Deben ser resistentes a la acción corrosiva del ácido.

Se fabrican de diversos materiales, como el caucho micro poroso, el plástico perforado, etc.

Requieren una salida al exterior que permita la salida de los gases producidos como consecuencia de las reacciones de carga y descarga.

En una batería cada elemento de un acumulador tiene la propiedad de almacenar energía a una tensión de 2V.

Para que las placas de un acumulador puedan generar energía, es necesario que se encuentren bañadas en ácido sulfúrico dado que produce la reacción química necesaria. El electrolito es el conductor de la corriente entre las placas por ello su nivel debe sobrepasar a las placas.

El electrolito del acumulador completamente cargado en especificaciones técnicas de fabricación es un 36% de ácido sulfúrico y un 64% de agua.

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LOS ACUMULADORES

Un acumulador se define por su tensión nominal y por la cantidad de electricidad capaz de suministrar.

Tensión Nominal:

La tensión total de una batería es el producto

...