Оглавление
Как электролит, так и дистиллированная вода широко применяются в электротехнике несмотря на то, что эти вещества обладают разной электропроводностью и способностью образовывать свободные заряженные частицы. Они также отличаются физико-химическими свойствами. Больше информации о различиях между дистиллятом и электролитом приведено в статье.
Дистиллят: жидкость, которая не проводит ток
В отношении электропроводности главной особенностью воды, очищенной в процессе дистилляции, является то, что она освобождается от химических примесей, способных образовывать ионы. Поэтому она не может проводить электрический ток, в отличие от электролита.
Способ производства
Главное отличие – нагревание воды до температуры кипения.
После аквадистиллятора содержание примесей составляет не более 100 мг на 1 литр. Удаление этих минимальных остатков слишком трудоемко и не имеет практического значения, т. к. чистота полученного дистиллята достаточна для применения.
Применение
Чистота дистиллята позволяет применять его там, где нежелательно появление минеральных отложений — в приборах, работающих при нагреве, например, в радиаторах и утюгах.
Отдельная сфера применения — производство лекарств и продуктов питания.
Влияние на организм
Ученые отвергли бытовавшее мнение, что очищенная H2O:
- растворяет и выводит из организма важные полезные вещества (микро- и макроэлементы);
- способствует «разбавлению крови».
Японские ученые рекомендуют перед употреблением дистиллированной H2O подвергать ее замораживанию. Они утверждают, что это изменяет ее микроструктуру.
Электролит: состав, который проводит ток
Например, в кристаллической поваренной соли (всем известный натрий-хлор NaCl) 1 моль частиц, а в ее растворе их в 2 раза больше — 2 моля.
Чаще в качестве электролита применяются водные составы, содержащие частицы с разными зарядами (анионами и катионами). Частицы движутся в разных направлениях:
- катионы — к катоду,
- анионы — к аноду.
H2O в составе не просто разбавляет растворитель, но и сама активно участвует в диссоциации. Молекулы воды представляют собой диполи, в которых:
- атомы водорода имеют частичный положительный заряд,
- а атомы кислорода – частичный отрицательный.
В соответствии со знаком заряда:
- атомы кислорода притягиваются к катионам,
- а атомы водорода — к анионам.
Электростатическое притяжение способно ослабить и в итоге разорвать ионную связь между молекулами вещества, и оно диссоциирует на ионы.
В качестве токопроводящего состава чаще всего применяют раствор H₂SO₄ в очищенной воде. Гораздо реже вместо жидкостей используются гелеобразные субстанции.
Физические свойства электролитов
Как действует проводящий ток состав в аккумуляторе?
PbO2 + Pb + 2H₂SO₄ → 2PbSO4 + 2H2O
Эта формула отображает процесс перемещения ионов от одного электрода к другому, в результате чего возникает электрический ток.
Если электроды подсоединить к источнику тока (начать зарядку аккумулятора), ионы будут двигаться в обратном направлении из осадка в раствор. Тогда кристаллическая решетка сульфата свинца начинает разрушаться, а содержание серной кислоты восстанавливается, но уже с некоторыми потерями. Эта химическая реакция выглядит так:
2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H₂SO₄
Что происходит с электролитом в аккумуляторе?
В ходе реакции:
- активное вещество реагирует с сернокислотным электролитом;
- происходит выработка электрического тока.
В процессе зарядки аккумулятора эта реакция проходит в обратном направлении. Это возвращает прибору способность давать ток.
Плотность повышается с восстановлением концентрации H₂SO₄ в электролитическом растворе. Это происходит при добавлении H₂SO₄ в раствор, а также при зарядке прибора, в процессе протекания восстановительной реакции.
Дистиллят и электролит: соединение противоположностей
- снижению напряжения,
- затруднению запуска двигателя
- риску замерзания при понижении температуры.
Требования к электролиту для автомобильного аккумулятора
Химический состав и производство электролитических растворов
Изготовить его требуемой плотности можно в бытовых условиях непосредственно из кислоты плотностью 1,83-1,84 г/см3, добавив к ней дистиллированную воду.
При изготовлении электролитического раствора для щелочных аккумуляторов используют:
- едкий калий;
- едкий натрий.
Как смешивать прошедшую дистилляцию воду и электролит?
Удобнее использовать состав с промежуточной плотностью 1,40 г/см3. Важно также, чтобы подготовленная смесь после охлаждения хранилась в стеклянной или полиэтиленовой посуде.
Смешивание компонентов необходимо проводить в правильных пропорциях, в соответствии с техническим регламентом.
В каких случаях используют только дистиллят, а в каких – исключительно электролит, и как определить, что именно нужно для аккумулятора?
- если концентрация слишком высока, для ее уменьшения применяется чистая дистиллированная вода;
- если плотность понижена, она корректируется добавлением электролитного раствора.
Выплескивание электролита, испарение дистиллята
- В процессе эксплуатации часть воды испаряется (процесс происходит медленно, но постоянно).
- На конечном этапе зарядки в области положительного электрода происходит выделение газообразного кислорода (процесс выкипания дистиллята).
- Из-за повреждения корпуса батареи или при наклоне автомобиля может происходить выплескивание электролита или его утечка.
Стоимость электролита
Удобнее и безопаснее пользоваться фирменным составом с плотностью, соответствующей условиям эксплуатации, расфасованным в емкости объемом до 5 л. Для обслуживания (корректировки плотности) можно использовать концентрат электролитического состава.
Интересное видео по теме:
Вопрос — ответ
В отношении использования дистиллированной H2O можно говорить только о безопасности. А вот о пользе говорить не приходится: точно установлено, что замена обычной воды для питья на дистиллированную может принести вред: от минерального состава H2O, которой человек восполняет недостаток жидкости в организме, во многом зависит здоровье зубного аппарата. В северных регионах, где в водопровод поступает вода с пониженной минерализацией (талая H2O из северных рек и озер) потребителям (особенно детям) рекомендуется принимать специальные минеральные комплексы.
Да, если изготовить раствор из исходных ингредиентов (кислоты и дистиллята), он будет стоить дешевле приобретенного в магазине. Но это мероприятие требует особой осторожности: кислоты и щелочи при неосторожном обращении могут стать причиной химических ожогов кожи и слизистых, повредить глаза. Работать с такими веществами надо в изолированном помещении с хорошей вентиляцией, используя средства защиты кожи и глаз.
Если доливать в АКБ раствор «на глазок», не проверяя плотность ареометром, концентрация серной кислоты может превысить нормативную. Надо помнить, что это приведет к ускорению сульфатацию пластин (электродов) и приведет к потере эффективности работы аккумулятора. Поэтому лучше купить ареометр, чтобы точно знать, что долить, выполняя обслуживание прибора — это поможет продлить срок его службы.
В качестве активного вещества в АКБ чаще всего применяют серную кислоту (H₂SO₄). Она активно взаимодействует с материалами, из которых изготавливаются электроды и легко образует смеси с H2O.
Можно воспользоваться пластиковой или стеклянной трубкой: погружаете это приспособление в аккумулятор до пластин, зажимаете отверстие и вытаскиваете. В трубке окажется столбик жидкости, длину которого можно измерить линейкой — это покажет уровень жидкости в банках. Полной емкость может считаться, когда уровень жидкости будет на 15 — 20 мм над верхней частью пластин.
Если уровень упадет настолько, что откроется поверхность пластин, то они будут подвергаться воздействию воздуха и на них начнется ускоренный процесс сульфатации (иногда говорят «сульфатирования») — осаждения солей серы. Это помешает нормальной работе прибора и даже сократит срок его службы.
Это происходит из-за быстрого снижения плотности электролитной жидкости даже в неработающей АКБ. Причиной может быть ее загрязнение или загрязнение долитого электролита.