بطارية الرصاص - تاريخ المراجعة

إدارة الموسوعة 1: مراجعة واحدة

2013-09-16T14:15:32Z

مراجعة واحدة

صفحة جديدة

[[ملف:Starterbatterie.jpg|thumb|righr|بطارية الرصاص المستخدمة في السيارات]]

'''بطارية الرصاص''' أو '''مركم الرصاص''') هي بطارية يستخدم فيها [[قطب|الأقطاب]] في هيئة ألواح من [[رصاص|الرصاص]] و [[أكسيد الرصاص (توضيح)|أكسيد الرصاص]] منغمسة في [[كهرل]] من [[حمض الكبريتيك|حامض الكبريتيك]] المخفف .

وهي نوع من البطاريات الزهيدة الثمن وتعمر طويلا . ولكن بمقارنتها بالأنواع الأخرى من البطاريات فهي ثقيلة الوزن وتحتوي على كثافة طاقية منخفضة لا تتعدى 30 واط ساعة لكل كيلوجرام .

وتستعمل من بين استعمالاتها العديدة في [[سيارة كهربائية|السيارات الكهربائية]] . وأغلب استعمالاتها [[بطارية|كبطارية]] لبدء تشغيل بادئ الاشتعال في [[محرك الاحتراق الداخلي|سيارات الاحتراق الداخلي]] .

== التفاعلات الكيميائية في بطارية الرصاص ==

[[ملف:Schema eines Bleiakkus 2009-02-09.svg|thumb|300px|توضيح طريقة عمل بطارية الرصاص : القطب الموجب من أكسيد الرصاص ، والقطب السالب لوح من الرصاص]]

تبلغ كثافة الطاقة في بطارية الرصاص 11و0 [[مليون]] [[جول]]/ [[كيلوجرام]] ، في حين أن البطاريات الحديثة مثل بطارية النيكل- هيدريد المعدنية NiMH تحوي أربعة أضعاف تلك الكثافة .

وعند تشغيل البطارية تجري [[تفاعل كيميائي|التفاعلات الكيميائية]] التالية :

'''القطب السالب:'''

:<math>\mathrm {Pb + SO_4^{2-} \longrightarrow PbSO_4 + 2\, e^- }</math>

'''القطب الموجب:'''

:<math>\mathrm {PbO_2 + SO_4^{2-} + 4 \, H_3O^+ + 2 \,e^- \longrightarrow PbSO_4 + 6\, H_2O }</math>

في هاتين المعادلتين تعني :

:Pb لوح الرصاص

:PbO_2 أكسيد الرصاص

:SO_4-2 أيون الكبريتات

:PbSO_4 كبريتات الرصاص

:H3O+ أيون ماء موجب الشحنة ،

:e- إلكترون

:H2O ماء

هذان التفإعلان يجريان أثناء تشغيل البطارية وسحب التيار منها ، أما أثناء عملية شحن البطارية فتجري تلك التفاعلات في الاتجاه المضاد .

وبجمع تفاعلي القطب الموجب والقطب السالب يمكن كتابة '''التفاعل الكلي''' بالمعادلة :

:<math>\mathrm{ Pb + PbO_2 + 2 \,H_2SO_4 \longrightarrow 2\, PbSO_4 + 2 \,H_2O } + \text{طاقة كهربية Energieطاقة}</math>

وطبقا لسير ذلك التفاعل من اليسار إلى اليمين أثناء تشغيل البطارية يتحول كلا من الرصاص وأكسيد الرصاص بالتفاعل مع [[حمض الكبريتيك]] إلى [[كبريتات الرصاص]] وينتج عن ذلك ماء وطاقة كهربية، ويسير التفاعل من اليمين إلى اليسار أثناء شحن البطارية بوساطة مصدر كهربائي خارجي.

ويمكننا تعيين فرق جهد البطارية الناتج بوساطة [[قائمة الجهود القياسية]] standard electrode potential :

:<math>\mathrm { Pb + SO_4^{2-} \longrightarrow PbSO_4 + 2 \, e^- } \quad | -0{,}36~\mathrm{V}</math>

:<math>\mathrm { PbO_2 + SO_4^{2-} + 4\, H_3O^+ + 2\, e^- \longrightarrow PbSO_4 + 6\, H_2O } \quad | +1{,}68~\mathrm{V}</math>

نجد في الجدول الجهد الكهربي للوح الرصاص Pb يساوي (- 36و0) [[فولت]]،
والجهد الكهربي للوح أكسيد الرصاص PbO_2 يساوي (+ 68و1) [[فولت]].

ونحصل على فرق الجهد بطرح الجهدين من بعضهما ، أي :

:<math>E^0_\mathrm{Ges} = 1{,}68~\mathrm{V} - (-0{,}36~\mathrm{V}) = 2{,}04~\mathrm{V}</math>

أي أن [[قوة محركة كهربائية|القوة الدافعة الكهربائية]] للبطارية تبلغ 04و2 فولت ، وهذا هو فرق جهد البطارية عندما يكون التيار مساو للصفر. وعند تشغيل البطارية وسحب تيار منها فإن فرق الجهد بين القطبين ينخفض عن القوة الدافعة الكهربية المحسوبة .

'''التفريغ الذاتي:'''

:<math>\mathrm { 2\, PbO_2 + 2\, H_2SO_4 \longrightarrow 2\, PbSO_4 + 2\, H_2O + O_2 }</math>

يتفاعل أكسيد الرصاص مع حمض الكبريتيك حمتى في حالة عدم سحب التيار من البطارية فهو ليس خاملا بالنسبة لحمض الكبريتيك . إلا أن الجهد الذي يمارسه الهيدروجين في المحلول الحامضي يعمل على تخفيض سرعة هذا التفاعل الغير مرغوب فيه نظرا لأنه يعمل على التفريغ البطيء للبطارية رغم عدم استعمالها.

== أنظر أيضا ==
* [[كيمياء كهربية]]
* [[بطارية السيارة]]
* [[مركم]]
* [[بطارية ليثيوم أيون]]
* [[تفاعل ناشر للحرارة]]
* [[تفاعل يمتص الحرارة]]
* [[تفاعل الثرميت]]
* [[تفاعل كيميائي]]
* [[اختزال]]
* [[مؤكسد]]
* [[تفاعل عكوس]]
* [[قائمة الجهود القياسية]]
{{تصنيف كومنز|Lead-acid batteries}}

[[تصنيف:كيمياء]]
[[تصنيف:كيمياء كهربائية]]
[[تصنيف:تفاعلات كيميائية]]
[[تصنيف:تكنولوجيا سيارات]]

WikiSysop: ١ مراجعة: كيمياء

2010-11-13T16:51:47Z

١ مراجعة: كيمياء

صفحة جديدة

[[ملف:Starterbatterie.jpg|thumb|righr|بطارية الرصاص المستخدمة في السيارات]]

'''بطارية الرصاص''' أو '''مركم الرصاص''') هي بطارية يستخدم فيها [[قطب|الأقطاب]] في هيئة ألواح من [[رصاص|الرصاص]] و [[أكسيد الرصاص (توضيح)|أكسيد الرصاص]] منغمسة في [[كهرل]] من [[حمض الكبريتيك|حامض الكبريتيك]] المخفف .

وهي نوع من البطاريات الزهيدة الثمن وتعمر طويلا . ولكن بمقارنتها بالأنواع الأخرى من البطاريات فهي ثقيلة الوزن وتحتوي على كثافة طاقية منخفضة لا تتعدى 30 واط ساعة لكل كيلوجرام .

وتستعمل من بين استعمالاتها العديدة في [[سيارة كهربائية|السيارات الكهربائية]] . وأغلب استعمالاتها [[بطارية|كبطارية]] لبدء تشغيل بادئ الاشتعال في [[محرك الاحتراق الداخلي|سيارات الاحتراق الداخلي]] .

== التفاعلات الكيميائية في بطارية الرصاص ==

[[ملف:Schema eines Bleiakkus 2009-02-09.svg|thumb|300px|توضيح طريقة عمل بطارية الرصاص : القطب الموجب من أكسيد الرصاص ، والقطب السالب لوح من الرصاص]]

تبلغ كثافة الطاقة في بطارية الرصاص 11و0 [[مليون]] [[جول]]/ [[كيلوجرام]] ، في حين أن البطاريات الحديثة مثل بطارية النيكل- هيدريد المعدنية NiMH تحوي اربعة أضعاف تلك الكثافة .

وعند تشغيل البطارية تجري [[تفاعل كيميائي|التفاعلات الكيميائية]] التالية :

'''القطب السالب:'''

:<math>\mathrm {Pb + SO_4^{2-} \longrightarrow PbSO_4 + 2\, e^- }</math>

'''القطب الموجب:'''

:<math>\mathrm {PbO_2 + SO_4^{2-} + 4 \, H_3O^+ + 2 \,e^- \longrightarrow PbSO_4 + 6\, H_2O }</math>

في هاتين المعادلتين تعني :

:Pb لوح الرصاص

:PbO_2 أكسيد الرصاص

:SO_4-2 أيون الكبريتات

:PbSO_4 كبريتات الرصاص

:H3O+ أيون ماء موجب الشحنة ،

:e- إلكترون

:H2O ماء

هذان التفاعلان يجريان أثناء تشغيل البطارية وسحب التيار منها ، أما أثناء عملية شحن البطارية فتجري تلك التفاعلات في الاتجاه المضاد .

وبجمع تفاعلي القطب الموجب والقطب السالب يمكن كتابة '''التفاعل الكلي''' بالمعادلة :

:<math>\mathrm{ Pb + PbO_2 + 2 \,H_2SO_4 \longrightarrow 2\, PbSO_4 + 2 \,H_2O } + \text{طاقة كهربية Energieطاقة}</math>

وطبقا لسير ذلك التفاعل من اليسار إلى اليمين أثناء تشغيل البطارية يتحول كلا من الرصاص وأكسيد الرصاص بالتفاعل مع [[حمض الكبريتيك]] إلى [[كبريتات الرصاص]] وينتج عن ذلك ماء وطاقة كهربية، ويسير التفاعل من اليمين إلى اليسار أثناء شحن البطارية بوساطة مصدر كهربائي خارجي.

ويمكننا تعيين فرق جهد البطارية الناتج بوساطة جدول جهد القطب القياسي standard electrode potential :

:<math>\mathrm { Pb + SO_4^{2-} \longrightarrow PbSO_4 + 2 \, e^- } \quad | -0{,}36~\mathrm{V}</math>

:<math>\mathrm { PbO_2 + SO_4^{2-} + 4\, H_3O^+ + 2\, e^- \longrightarrow PbSO_4 + 6\, H_2O } \quad | +1{,}68~\mathrm{V}</math>

نجد في الجدول الجهد الكهربي للوح الرصاص Pb يساوي (- 36و0) [[فولت]]،
والجهد الكهربي للوح أكسيد الرصاص PbO_2 يساوي (+ 68و1) [[فولت]].

ونحصل على فرق الجهد بطرح الجهدين من بعضهما ، أي :

:<math>E^0_\mathrm{Ges} = 1{,}68~\mathrm{V} - (-0{,}36~\mathrm{V}) = 2{,}04~\mathrm{V}</math>

أي أن [[قوة محركة كهربائية|القوة الدافعة الكهربائية]] للبطارية تبلغ 04و2 فولت ، وهذا هو فرق جهد البطارية عندما يكون التيار مساو للصفر. وعند تشغيل البطارية وسحب تيار منها فإن فرق الجهد بين القطبين ينخفض عن القوة الدافعة الكهربية المحسوبة .

'''التفريغ الذاتي:'''

:<math>\mathrm { 2\, PbO_2 + 2\, H_2SO_4 \longrightarrow 2\, PbSO_4 + 2\, H_2O + O_2 }</math>

يتفاعل أكسيد الرصاص مع حمض الكبريتيك حمتى في حالة عدم سحب التيار من البطارية فهو ليس خاملا بالنسبة لحمض الكبريتيك . إلا أن الجهد الذي يمارسه الهيدروجين في المحلول الحامضي يعمل على تخفيض سرعة هذا التفاعل الغير مرغوب فيه نظرا لأنه يعمل على التفريغ البطيء للبطارية رغم عدم استعمالها.

== أنظر أيضا ==

* [[بطارية السيارة]]
* [[مركم]]
* [[بطارية ليثيوم أيون]]

[[تصنيف:كيمياء]]
[[تصنيف:تكنولوجيا سيارات]]

[[ca:Bateria de plom i àcid]]
[[cs:Olověný akumulátor]]
[[da:Bly-syre-akkumulator]]
[[de:Bleiakkumulator]]
[[en:Lead–acid battery]]
[[es:Batería de plomo y ácido]]
[[et:Pliiaku]]
[[fa:باتری اسیدی]]
[[fi:Lyijyakku]]
[[fr:Batterie au plomb]]
[[hi:लेड-एसिड बैटरी]]
[[is:Blýsýrurafgeymir]]
[[it:Batteria piombo-acido]]
[[ja:鉛蓄電池]]
[[ko:납 축전지]]
[[lt:Rūgštinis akumuliatorius]]
[[nl:Loodaccu]]
[[pl:Akumulator kwasowo-ołowiowy]]
[[ru:Свинцово-кислотный аккумулятор]]
[[simple:Lead acid battery]]
[[sr:Десулфација]]
[[sv:Blyackumulator]]
[[zh:铅酸蓄电池]]