Đang tải... (xem toàn văn)
Quá Trình Thiết Bị Truyền Chất Lê Ngọc Trung Quá Trình Thiết Bị Truyền Chất Lê Ngọc Trung Quá Trình Thiết Bị Truyền Chất Lê Ngọc Trung Quá Trình Thiết Bị Truyền Chất Lê Ngọc Trung Quá Trình Thiết Bị Truyền Chất Lê Ngọc Trung Quá Trình Thiết Bị Truyền Chất Lê Ngọc Trung Quá Trình Thiết Bị Truyền Chất Lê Ngọc Trung Quá Trình Thiết Bị Truyền Chất Lê Ngọc Trung Quá Trình Thiết Bị Truyền Chất Lê Ngọc Trung Quá Trình Thiết Bị Truyền Chất Lê Ngọc Trung
ÂÃƯ CỈÅNG CHI TIÃÚT MÄN HC Tãn män hc: K thût họa vä cå Täøng säú tiãút: 75 L thuút: 75 Thỉûc hnh: Ngỉåìi soản: Nguùn Dán - Lã Ngc Trung I Mủc âêch män hc: Män hc K THÛT HỌA VÄ CÅ trang bë cho sinh viãn chun ngnh cäng nghãû họa họa hc nhỉỵng kiãún thỉïc cå bn vãư ngun lê v cạc k thût sn xút cạc håüp cháút vä cå cå bn Män hc ny bao gäưm ba pháưn låïn: pháưn mäüt trçnh by cạc kiãún thỉïc cå bn vãư viãûc chn lỉûa v ngun lê sn xút gäúm sỉï, xi màng v thy tinh; pháưn hai trçnh by mäüt säú phỉång phạp v k thût sn xút cạc håüp cháút vä cå cå bn thüc lénh vỉûc cäng nghãû họa hc; pháưn ba trçnh by hai cäng nghãû cå bn nháút ca k thût sn xút âiãûn họa Män hc ny âỉåüc ging dảy cho cạc sinh viãn nàm thỉï ba v thỉï tỉ thüc chun ngnh cäng nghãû họa hc åí cạc trỉåìng Âải hc v Cao âàóng k thût hồûc cọ thãø lm cå såí cho cạc ngỉåìi nghiãn cỉïu vãư ngnh khoa hc ny II Cạc män hc trỉåïc: họa vä cå, họa hỉỵu cå, họa lê, quạ trçnh v thiãút bë III Näüi dung chỉång trçnh: PHÁƯN I: CÄNG NGHÃÛ SN XÚT GÄÚM SỈÏ, XI MÀNG, THY TINH (30 tiãút) PHÁƯN II: CÄNG NGHÃÛ SN XÚT CẠC HÅÜP CHÁÚT VÄ CÅ CÅ BN (30 tiãút) CHỈÅNG I: NHỈỴNG KHẠI NIÃÛM CÅ BN VÃƯ CÄNG NGHÃÛ HOẠ HC 1.1 Vi nẹt vãư tçnh hçnh phạt triãøn ca nãưn CNHH 1.2 Kãút cáúu ca ngnh CNHH 1.3 Âàûc âiãøm ca ngnh CNHH CHỈÅNG II: NHỈỴNG ÂËNH LÛT CÅ BN CA CÄNG NGHÃÛ HOẠ HC 2.1 Mäüt säú khại niãûm v âënh nghéa 2.2 Cán bàòng cạc quạ trçnh cäng nghãû 2.3 Täúc âäü phn ỉïng v vai tr ca âäúi våïi cạc quạ trçnh cäng nghãû 2.4 Cạc biãûn phạp âãø tàng täúc âäü ca quạ trçnh cäng nghãû CHỈÅNG III: NGUN LIÃÛU - NỈÅÏC - NÀNG LỈÅÜNG TRONG CNHH 3.1 Ngun liãûu: vai tr, phán loải, âàûc âiãøm ca ngun liãûu, xỉí l ngun liãûu, cạc hỉåïng gii quút vãư váún âãư ngun liãûu 3.2 Nỉåïc: vai tr, phán loải, cạc u cáưu vãư cháút lỉåüng ca nỉåïc, cạc phỉång phạp xỉí l nỉåïc 3.3 Nàng lỉåüng: vai tr, cạc dảng nàng lỉåüng, cạc biãûn phạp sỉí dủng håüp l cạc dảng nàng lỉåüng CHỈÅNG IV: CÄNG NGHÃÛ SN XÚT AXÊT SUNFURIC 4.1 Ngun liãûu 4.2 Cå såí l thuút, cạc phỉång phạp sn xút v cạc så âäư cäng nghãû 4.3 Cạc cháút v ỉïng dủng ca axêt sunfuric CHỈÅNG V: TÄØNG HÅÜP AMONIAC 5.1 Ngun liãûu 5.2 Cå såí l thuút, cạc phỉång phạp täøng håüp v cạc så âäư cäng nghãû 5.3 Cạc cháút v ỉïng dủng CHỈÅNG VI: CÄNG NGHÃÛ SN XÚT AXÊT NITÅRIT 6.1 Ngun liãûu 6.2 Cå såí l thuút, cạc phỉång phạp sn xút v cạc så âäư cäng nghãû 6.3 Cạc cháút v ỉïng dủng CHỈÅNG VII: CÄNG NGHÃÛ SN XÚT CẠC LOẢI PHÁN VÄ CÅ 7.1 nghéa v phán loải cạc loải phán bọn vä cå 7.2 Cäng nghãû sn xút phán lán: 7.3 Cäng nghãû sn xút phán âảm: 7.4 Cäng nghãû sn xút phán kali: 7.5 Cäng nghãû sn xút phán phỉïc håüp: CHỈÅNG VIII: CÄNG NGHÃÛ SN XÚT SÄÂA 8.1 Ngun liãûu 8.2 Cå såí l thuút, cạc phỉång phạp sn xút v cạc så âäư cäng nghã sn xút 8.3 Cạc cháút v ỉïng dủng PHÁƯN III: CÄNG NGHÃÛ ÂIÃÛN HOẠ (15 tiãút) CHỈÅNG XIX: KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ CÄNG NGHÃÛ ÂIÃÛN HOẠ 9.1 Nhỉỵng khại niãûm cå bn 9.2 Dung dëch âiãûn ly 9.3 Âiãûn cỉûc, phn ỉïng âiãûn cỉûc 9.4 Thãú âiãûn cỉûc, sỉû phán cỉûc, quạ thãú 9.5 Nhỉỵng ỉïng dủng thỉûc tãú ca cạc quạ trçnh âiãûn hoạ CHỈÅNG X: CÄNG NGHÃÛ ÂIÃÛN PHÁN SN XÚT XỤT - CLO 10.1 Cå såí l thuút vãư sn xút xụt - clo 10.2 Qui trçnh sn xút v thiãút bë 10.3.Sỉû cäú, ngun nhán, xỉí l CHỈÅNG XI: NGƯN ÂIÃÛN HOẠ HC 11.1 Khại niãûm chung 11.2 Pin khä Mn - Zn 11.3 Acquy chç IV.Ti liãûu tham kho: 1/ Nguùn Thảc Cạt K thût họa âải cỉång NXB Khoa hc k thût, 1987 2/ Phảm Ngun Chỉång, Tráưn Häưng Cän, Nguùn Vàn Näüi, Hoa Hỉỵu Thu, Nguùn Diãùm Trang, H Dé Un, Phảm Hng Viãût Họa k thût NXB Khoa hc k thût, 2002 3/ Phảm Âäưng Âiãûn, Nguùn Âỉïc Cung, Nguùn Diãûn Ván K thût họa âải cỉång, táûp 1,2 Âải Hc Bạch Khoa H Näüi, 1985 4/ Lã Âỉïc Tri, Tráưn Minh Hong K thût âiãûn họa Âải Hc Bạch Khoa H Näüi, 1980 5/ Nguùn Âỉïc Hng, Phảm Quang Vinh Tảp chê họa hc, táûp 30, säú 4, trang 21-23, 1992 6/ Accu chç khåíi âäüng; TCVN 4472-87 7/ Derek Pletcher Industrial Electrochemistry Blackie academic and professional, 1993 8/ A M Kutepov, T I Bondarera, M G Berengarten Basic chemical Engineering with practical Applications Mir Publishers, 1985 V Hçnh thỉïc v hãû säú âạnh giạ män hc: Kiãøm tra giỉỵa kç (hãû säú1) Thi kãút thục män hc (hãû säú 2) CHỈÅNG MÅÍ ÂÁƯU NHỈỴNG KHẠI NIÃÛM CÅ BN VÃƯ CÄNG NGHÃÛ HOẠ HC I Âënh nghéa cäng nghãû hoạ hc: Cäng nghãû: l mäüt ngnh khoa hc nghiãn cỉïu cạc phỉång phạp v quạ trçnh chãú biãún ngun liãûu thnh sn pháøm tiãu dng v cạc phỉång tiãûn cho cạc ngnh sn xút Âàûc âiãøm ca quạ trçnh cäng nghãû l thnh pháưn v cháút ca váût liãûu ban âáưu bë thay âäøi Nhỉ váûy cäng nghãû l mäüt bäü pháûn ca k thût Cäng ngãû hoạ hc: thỉåìng âỉåüc chia lm loải : cå hc v hoạ hc - Cäng nghãû cå hc nghiãn cỉïu cạc quạ trçnh lm thay âäøi hçnh dảng bãn ngoi ca váût liãûu - Cäng nghãû hoạ hc nghiãn cỉïu cạc quạ trçnh lm thay âäøi thnh pháưn v cáúu trục näüi tải ca cạc cháút bàòng cạc phn ỉïng hoạ hc Cạch phán loải trãn chè l tỉång âäúi, thỉûc tãú sn xút cạc quạ trçnh trãn thỉåìng kãút håüp våïi nhau, khäng phán biãût r rng Cạc giai âoản ca quạ trçnh CNHH: gäưm giai âoản cọ quan hãû våïi - Âỉa cạc cáúu tỉí phn ỉïng vo vng phn ỉïng - Thỉûc hiãûn cạc phn ỉïng hoạ hc - Âỉa cạc sn pháøm phn ỉïng vng phn ỉïng Giai âoản thỉï nháút âỉåüc thỉûc hiãûn bàòng khuúch tạn Trong cạc hãû hồûc nhiãưu pha thç giai âoản ny cọ thãø thỉûc hiãûn bàòng cạc quạ trçnh chuøn pha (háúp thủ, háúp phủ, nh, ngỉng tủ, bay håi hồûc thàng hoa, nọng chy hồûc ho tan, ) Giai âoản thỉï hai xy cạc phn ỉïng näúi tiãúp hồûc song song tảo thnh sn pháøm, âäi cng xy phn ỉïng phủ Giai âoản thỉï ba âỉåüc thỉûc hiãûn giäúng giai âoản mäüt Täúc âäü ca ton bäü quạ trçnh cäng nghãû bë giåïi hản båíi täúc âäü ca giai âoản cháûm nháút Nãúu phn ỉïng hoạ hc l giai âoản cháûm nháút thç ta nọi quạ trçnh xy åí miãưn âäüng hc Trong trỉåìng håüp ny âãø tàng täúc âäü ca quạ trçnh cáưn phi tàng cỉåìng cạc úu täú cọ nh hỉåíng âãún täúc âäü phn ỉïng näưng âäü, nhiãût âäü, xục tạc, Nãúu giai âoản âáưu hồûc cúi cháûm nháút thç ta nọi quạ trçnh xy åí miãưn khuúch tạn Thay âäøi cạc úu täú nh hỉåíng âãún quạ trçnh khuúch tạn cỉåìng âäü khúy, nhiãût âäü, näưng âäü, s lm thay âäøi täúc âäü ca ton bäü quạ trçnh Nãúu täúc âäü ca c giai âoản thç mún tàng täúc âäü ca quạ trçnh cáưn tàng cạc úu täú nh hỉåíng âãún c quạ trçnh khuúch tạn láùn phn ỉïng Mäüt quạ trçnh cäng nghãû hoạ hc âiãøn hçnh âỉåüc chè åí hçnh 1.1 Cạc ngun liãûu thä ban âáưu âỉåüc xỉí lê bàòng cạc phỉång phạp váût lê âãø cọ hçnh dảng thêch håüp cho tỉång tạc hoạ hc Sau âọ âỉåüc âỉa tiãúp vo thiiãút bë phn ỉïng Cạc sn pháøm ca phn ỉïng cọ thãø âỉåüc tiãúp tủc xỉí lê bàòng cạc phỉång phạp váût lê (nhỉ tạch loải, lm sảch, ) âãø nháûn âỉåüc sn pháøm mong mún Ngun liãûu cạc quạ trçnh váût lê cạc quạ trçnh hoạ hc cạc quạ trçnh váût lê sn pháøm Quay vng Âiãưu chụng ta quan tám giạo trçnh ny l giai âoản thỉï hai: cạc quạ trçnh hoạ hc Viãûc toạn, thiãút kãú cạc thiãút bë phn ỉïng khäng phi l váún âãư âån gin Âäúi våïi mäüt quạ trçnh nháút âënh cọ thãø âỉa mäüt säú lỉåüng låïn cạc phỉång ạn thiãút kãú Viãûc xem xẹt, tçm kiãúm mäüt thiãút kãú täúi ỉu khäng phi âån gin chè l giạ thnh thiãút bë cỉûc tiãøu Mäüt thiãút kãú cọ giạ thnh thiãút bë phn ỉïng tháúp, nhỉng cạc cháút âi hãû thäúng âọ cọ thãø lải âi hi nhỉỵng bỉåïc xỉí lê täún kẹm hån Nhỉ váûy, âãø toạn thiãút kãú mäüt thiãút bë phn ỉïng mäüt cạch täúi ỉu thç phi xem xẹt kinh tãú ca ton quạ trçnh Mún váûy âi hi chụng ta cáưn cọ thäng tin, kiãún thỉïc v kinh nghiãûm tỉì nhiãưu lénh vỉûc khạc nhau: nhiãût âäüng hc, âäüng hoạ hc, thu khê âäüng lỉûc hc, truưn khäúi, truưn nhiãût v kinh tãú hc Khi thiãút kãú mäüt thiãút bë phn ỉïng cọ hai cáu hi âi hi chụng ta cáưn phi tr låìi: Chụng ta cọ thãø chåì âåüi nhỉỵng biãún âäøi hoạ hc no? (tỉïc cọ liãn quan âãún nhiãût âäüng hc) Nhỉỵng biãún âäøi âọ xy nhanh âãún mỉïc no? (tỉïc cọ liãn quan âãún váún âãư âäüng hc, cạc quạ trçnh truưn nhiãût, truưn khäúi, ) II Phán loải cạc quạ trçnh CNHH: Theo ngun liãûu: ngỉåìi ta chia cạc quạ trçnh cäng nghãû thnh quạ trçnh chãú biãún ngun liãûu khoạng, chãú biãún thỉûc váût, chãú biãún âäüng váût, Cn theo sn pháøm thç chia thnh cäng nghãû múi vä cå, phán bọn, nhiãn liãûu, såüi hoạ hc, Theo trảng thại táûp håüp: ngỉåìi ta chia hãû cạc cháút phn ỉïng v cạc quạ trçnh cäng nghãû tỉång ỉïng thnh âäưng thãø v dë thãø Theo cạc tham säú cå bn ca chãú âäü k thût (tỉïc cạc úu täú cọ nh hỉåíng âãún täúc âäü ca quạ trçnh cäng nghãû, âãún hiãûu sút sn pháøm: nhiãût âäü, ạp sút, näưng âäü cháút phn ỉïng, xục tạc, chãú âäü khúy, ) ngỉåìi ta chia thnh cạc quạ trçnh åí nhiãût âäü tháúp, nhiãût âäü cao, cọ xục tạc, Theo âàûc trỉng nàng lỉåüng: ngỉåìi ta chia cạc quạ trçnh cäng nghãû thnh cäng nghãû cå hc, thu âäüng lỉûc hc, chuøn khäúi, truưn nhiãût, Phán loải theo trảng thại táûp håüp ca cạc cháút phn ỉïng quút âënh phỉång phạp cäng nghãû v ngun l chãú tảo thiãút bë Cn phán loải theo sn pháøm cọ låüi cho viãûc xẹt täøng quạt tỉìng ngnh cäng nghiãûp hoạ hc Trong thỉûc tãú ngỉåìi ta thỉåìng kãút håüp viãûc phán loải cạc quạ trçnh cäng nghãû âäưng thåìi theo hai hồûc ba âàûc trỉng khạc III Nhiãûm vủ ca CNHH: Cäng nghãû hoạ hc hiãûn âải sỉí dủng cạc thnh tỉûu ca hoạ hc, váût l, toạn hc, sinh hc, kinh tãú näng nghiãûp, âãø nghiãn cỉïu v ci tiãún cạc quạ trçnh váût l v hoạ hc, thỉûc hiãûn v khäúng chãú cạc quạ trçnh, nhàòm sn xút åí mäüt phảm vi cäng nghiãûp cạc cháút, cạc váût liãûu khạc mäüt cạch tät nháút Nhỉỵng nhiãûm vủ ch úu ca l: 1/ Biãún âäøi mäüt säú cháút v váût liãủ (ngun liãûu, bạn thnh pháøm) thnh nhỉỵng cháút khạc cọ êch Âọ l nhiãûm vủ chênh ca hoạ hc v CNHH 2/ Nghiãn cỉïu, thiãút kãú, lỉûa chn qui trçnh, âiãưu khiãøn sn xút, xạc âënh cáúu tảo thiãút bë v váût liãûu chãú tảo 3/ Lỉûa chn cạc quạ trçnh tỉång ỉïng, thiãút bë cäng nghiãûp håüp l, xáy dỉûng cạc cå såí cäng nghiãûp thêch håüp v kiãøm tra, qun l sn xút cọ hiãûu qu 4/ Täø chỉïc lao âäüng, qun l sn xút, kiãøm tra sn xút, kiãøm tra cháút lỉåüng sn pháøm âãø lỉûa chn cạc âiãưu kiãûn sn xút täúi ỉu 5/ Sỉí dủng ton diãûn ngun liãûu v nàng lỉåüng, phäúi håüp våïi cạc ngnh sn xút khạc, khàõc phủc hiãûn tỉåüng lm ä nhiãùm mäi trỉåìng IV Âàûc âiãøm ca ngnh cäng nghãû hoạ cháút: Cäng nghãû hoạ cháút cọ mäüt säú âàûc âiãøm sau: 1/ Nọ l ngnh dng nhiãưu ngun váût liãûu Chi phê dnh cho ngun váût liãûu trung bçnh chiãúm tåïi 2/3 giạ thnh sn pháøm, cọ ngnh lãn âãún 4/5 2/ Nọ l ngnh tiãu thủ nhiãưu nàng lỉåüng 3/ Cäng nghãû hoạ cháút âi hi trçnh âäü k thût cao, âi hi cạn bäü, cäng nhán cọ trçnh däü k thût cao 4/ Ngnh cäng nghiãûp hoạ cháút cọ nàng sút lao âäüng cao, nhiãưu li 5/ Sỉû tiãún bäü ca ngnh phủ thüc vo sỉû phạt triãøn cäng tạc nghiãn cỉïu cå bn nhiãưu hån hàón so våïi cạc ngnh cäng nghiãûp khạc Tiãún bäü k thût CNHH phủ thüc ráút nhiãưu vo trçnh âäü âiãûn khê hoạ, cå khê hoạ v tỉû âäüng hoạ Sn pháøm ca ngnh CNHH thục âáøy cạc ngnh kimh tãú qúc dán phạt triãøn CHỈÅNG I NHỈỴNG ÂËNH LÛT CÅ BN CA CÄNG NGHÃÛ HOẠ HC I Mäüt säú khại niãûm v âënh nghéa: Nàng sút: Nàng sút thiãút bë, phán xỉåíng hay nh mạy, l säú lỉåüng sn pháøm tảo (hay ngun liãûu chãú biãún) trãn mäüt âån vë thåìi gian Nãúu G l trng lỉåüng, Vs l thãø têch (sn pháøm hay ngun liãûu), τ l thåìi gian thç nàng sút P bàòng : G Vs hay P = P= τ τ P cọ thãø bàòng T/s, kg/h, m /s, Cäng sút: Q l nàng sút täúi âa cọ thãø âảt âỉåüc cỉåìng âäü lm viãûc I ca thiãút bë l nàng sút ca thiãút bë cho âån vë ca mäüt âải lỉåüng âàûc trỉng (thãø têch, diãûn têch, kêch thỉåïc, ) Vê dủ nãúu V l thãø têch ca thiãút bë thç cọ thãø biãøu diãùn cỉåìng âäü bàòng: P G I= = V τ ×V I cọ thãø bàòng T/h.m , m3/h.m2 (theo diãûn têch ca thiãút bë) Tiãu phê: Ngun liãûu, nỉåüc, nàng lỉåüng, l lỉåüng ngun liãûu, nỉåïc, nàng lỉåüng, tiãu hao âãø tảo âån vë sn pháøm Vê dủ Tngun liãûu/Tsn pháøm; m3 nỉåïc/T; kwh/m3 Âäü chuøn hoạ: Âäü chuøn hoạ ngun liãûu A (tạc cháút) l t lãû giỉỵa lỉåüng tạc cháút A â chuøn hoạ v lỉåüng ban âáưu ÅÍ thåìi âiãøm τ, V l thãø têch ca hãû thäúng tạc dủng, GA l trng lỉåüng cháút A, CA l näưng âäü ca cháút A v XA l âäü chuøn hoạ ca cháút A - ÅÍ thåìi âiãøm ban âáưu τo = 0, cạc âải lỉåüng trãn cọ trë säú tỉång ỉïng Vo, GAo, CAo v XAo - ÅÍ thåìi âiãøm τ1 cháút A â chuøn hoạ hon ton thç cạc trë säú tỉång ỉïng l V1, GA1, CA1 v XA1= Nãúu cọ nhiãưu tạc cháút A, B, C, thç mäùi cháút cọ âäü chuøn hoạ ca mçnh XA, XB, XC, Theo âënh nghéa åí thåìi âiãøm τ, âäü chuøn hoạ l: G − GA G −G hay X = o (1) X A = Ao G Ao Go Go − G Nãúu theo pháưn tràm thç X % = 100 × Go Tỉì (1) ta cọ: G = Go (1 − X ) (2) Chia vãú cho Vo ta cọ: Vç G Go = (1 − X ) Vo Vo Go G = C o (1 − X ) = Co ⇒ Vo Vo - Nãúu hãû thäúng l cháút lng hay dung dëch (thãø têch V thay âäøi khäng âạng kãø), hay l khê m täøng thãø têch khäng thay âäøi quạ trçnh chuøn hoạ thç: G G = = C v C = C o (1 − X ) (3) Vo V - Nãúu chuøn hoạ thãø têch thay âäøi v V = γVo thç: G G G = = o (1 − X ) V γVo γVo C hay C = o (1 − X ) γ (4) Nhỉng γ biãún âäøi theo thåìi gian τ nãn dng khäng tiãûn Ngỉåìi ta dng khại niãûm âäü thay âäøi tỉång âäúi β ca thãø têch hãû chuøn hoạ â hon ton (X=1): V − Vo V1 β= = −1 Vo Vo ⇒ V1 = Vo (1 + β ) 2H2 + O2 = 2H2O Ta cọ: β = −1 = − 3 Hiãûu sút sn pháøm: Hiãûu suạt sn pháøm thu âỉåüc φs l t lãû giỉỵa lỉåüng sn pháøm thỉûc tãú thu âỉåüc Gs v lỉåüng täúi âa thu âỉåüc Gmax (nãúu chuøn hoạ hon ton): G φ s = s (%) Gmax Vê dủ quạ trçnh: cng cọ thãø biãùu diãùn φs qua lỉåüng tạc cháút (ngun liãûu) G − GA φ s = Ao G Ao Nhỉ váûy φs= XA: hiãûu sút sn pháøm bàòng âäü chuøn hoạ ca ngun liãûu Nãúu pháøn ỉïng thûn nghëch thç φs khäng thãø no âảt âãún φmax âỉåücm cao nháút l lục âảt cán bàòng φ*s v lục âọ: G s* = X A* φ s max = G s max φs l hiãûu sút cán bàòng hay hiãûu sút l thuút Âäi sỉí dủng khại niãûm hiãûu sút so våïi l thuút: G ϕ s = s* Gs ϕs = Gs G φ X × s max = s = A* * G s max φ s max X A Gs Täúc âäü quạ trçnh: Täúc âäü ca quạ trçnh biãøu diãùn qua lỉåüng sn pháøm chênh S thu âỉåüc hay lỉåüng ngun liãûu chênh A tiãu hao mäüt âån vë thåìi gian dG s dG A u= hay u = − dτ dτ Cng cọ thãø biãùu diãùn qua cạc âải lỉåüng áúy nhỉng âån vë thãø têch dG s dG A hay u = − u= V dτ V dτ G Nãúu thãø têch ca hãû thäúng khäng âäøi cọ thãø biãùu diãùn qua näưng âäü vç =C V dC s dC hay u = − A u= dτ dτ Chi phê cå bn cho âån vë cäng sút: Nãúu K l chi phê cå bn cho c thiãút bë (hay phán xỉåíng), vê dủ bàòng âäưng v Q l cäng sút ca thiãút bë bàòng T/nàm thç chi phê cå bn cho âån vë cäng sút l: K R= Q * Nãúu cäng sút thay âäøi, thỉûc tãú cho tháúy: R = aQ-0.4 a: l hãû säú phủ thüc vo cháút ca sn xút Nãúu so sạnh hãû thäúng våïi cäng sút Q1 v Q2 våïi Q2 = 2Q1 thç: 2Q R2 aQ2−0.4 = = ( ) −0.4 = 0.76 ⇒ R2 = 0.76R1 − 0.4 R1 aQ1 Q1 Nghéa l cäng sút tàng lãn láưn thç chi phọi cå bn cho mäüt âån vë cäng sút chè cn 76% hay gim âi 24% * Nãúu S l giạ thnh sn pháøm theo âån vë (vê dủ âäưng/T) thç: S = mQn m, n: l hãû säú, v n = -0.2 ÷ -0.3 So sạnh cäng sút Q1 v Q2 våïi Q2 = 2Q1 v láúy n = -0.2 ta cọ: 2Q S mQ2−0.2 = = ( ) −0.2 = 0.87 − 0.2 S1 mQ1 Q1 Nghéa l nãúu cäng sút tàng lãn láưn thç giạ thnh sn pháøm gim âi 13% II Cán bàòng cạc quạ trçnh cäng nghã: Ngun l Le Chatelier: Âa säú cạc phn ỉïng thỉûc hiãûn CNHH l cạc phn ỉïng thn nghëch Cạc phn ỉïng ny âãưu dáùn âãún trảng thại cán bàòng Trong cạc âiãưu kiãûn cọ nh hỉåíng âãún trảng thại cán bàòng thç sỉû thay âäøi nhiãût âäü, ạp sút, näưng âäü cạc cháút tham gia phn ỉïng cọ vai tr quan trng hån c Cạc úu täú ny tạc âäüng âãún trảng thại cán bàòng theo ngun l Le Chatelier: Mäüt hãû åí trảng thại cán bàòng bãưn, nãúu chủi mäüt tạc âäüng tỉì bãn ngoi lm thay âäøi mäüt cạc úu täú quút âënh âãún vë trê cán bàòng thç hãû s xy mäüt quạ trçnh theo chiãưu lm gim nh hỉåíng ca tạc âäüng âọ Tỉì âọ suy ra: * Khi tàng nhiãût âäü ca häùn håüp cạc cháút phn ỉïng thç cán bàòng s chuøn dëch theo chiãưu phn ỉïng thu nhiãût, tỉïc nhiãût âäü ca häùn håüp cạc cháút phn ỉïng * Khi tàng ạp sút cán bàòng chuøn dëch theo chiãưu gim thãø têch ca häùn håüp * Khi tàng näưng âäü ca mäüt cạc cháút phn ỉïng thç cán bàòng chuøn dëch theo chiãưu gim näưng âäü ca Hàòng säú cán bàòng ca pháøn ỉïng hoạ hc: a/ Hàòng säú cán bàòng: */ Phn ỉïng thûn nghëch: aA + bB ⇔ rR + sS + Q Täúc âäü phn ỉïng thûn: u1 = k1CAaCBb Täúc âäü phn ỉïng nghëch: u2 = k2CRrCSs k1, k2: hàòng säú täúc âäü phủ thüc vo nhiãût âäü k1 C R*r C S*s Nãúu u1 = u2 ta cọ: = = Kc (1) k C A*a C B*b (dáúu * cọ nghéa l trë säú åí trảng thại cán bàòng) Kc:hàòng säú cán bàòng */ Nãúu thnh pháưn theo pháưn mol N NA + NB + NR + NS = thç: N *r N * s K N = R*a S*b NA NB (2) */ Nãúu l khê thç cọ thãø láúy ạp sút pháưn PI PA + PB + PR + PS = P (ạp sút chung) thç: PR*r PS*s (3) K P = *a *b PA PB */ So sạnh cạc trë säú ca K Kp = Kc(RT)∆n Kp = KNP∆n (4) (5) Våïi ∆n = (r + s) - (a + b) b/ nghéa ca trë säú hàòng säú cán bàòng: */ Ta tháúy K tàng thç tỉí säú tàng so våïi máùu säú, nghéa l näưng âäü sn pháøm tàng lãn K âạnh giạ âäü sáu ca phn ỉïng hoạ hc, âäü chuøn hoạ ca tạc cháút */ k1, k2 phủ thüc nhiãût âäü nãn K cng phủ thüc vo nhiãût âäü 56 ♣3 Sn xút khê hydroclorua v axit clohydric: I Âiãưu chãú khê hydroclorua: Khê hydroclorua âỉåüc âiãưu chãú theo phn sau: H2 + Cl2 = 2HCl + Q Trong cäng nghiãûp phn ỉïng âỉåüc thỉûc hiãûn åí l täøng håüp åí nhiãût âäü to = 20002400oC, ạp sút P = 1.7 atm Khi phn ỉïng åí nhiãût âäü cao thãú ny s tảo ngn lỉía mu sạng tràõng Theo phn ỉïng åí trãn thç tè lãû H2 : Cl2 l : 1, nhỉng thỉûc tãú khọ âiãưu chènh Do âọ, thäng thỉåìng ngỉåìi ta thỉûc hiãûn phn ỉïng täøng håüp theo chãú âäü thỉìa hydro khong 3-10% (lm cho khê cl âỉa vo l phn ỉïng hãút, trạnh gáy àn mn thiãút bë) Cọ hai loải l täøng håüp, tu thüc vo cạch lm lảnh: lm lảnh bàòng khäng khê v lm lảnh bàòng nỉåïc Loải lm lảnh bàòng nỉåïc cọ nàng sút cao hån, nhỉng cọ cáúu tảo phỉïc tảp Cn loải lm lảnh bàòng khäng khê cọ cáúu tảo âån gin hån Loải ny âỉåüc mä t åí (Hçnh 7-4.) L thỉåìng bàòng thẹp khäng gè hồûc bàòng thẹp cacbon, gäưm hai hçnh nọn củt tảo thnh Hçnh dảng gáưn giäúng våïi ngn lỉía âãø âm bo nhiãût âäü ca l âỉåüc âãưu Nhiãût âäü thnh l khong 450-500oC II Âiãưu chãú axit clohydric: Axit clohydric âỉåüc âiãưu chãú bàòng cạch dng nỉåïc háúp thủ khê hydroclorua Quạ trçnh háúp thủ to nhiãût lm cho axit säi, nh hỉåíng khäng täút âãún quạ trçnh háúp thủ Vç váûy, cáưn phi láúy nhiãût ca quạ trçnh ny Tu theo cạch láúy nhiãût m quạ trçnh âiãưu chãú axit HCl chia lm hai loải: - Háúp thủ âàóng nhiãût, âọ nhiãût láúy âi bàòng cạch truưn nhiãût qua thnh háúp thủ Phỉång thỉïc ny âi hi thạp phi dáùn nhiãût, gáy àn mn mảnh - Háúp thủ âoản nhiãût, âọ nhiãût ca thạp háúp thủ âỉåüc láúy âi bàòng cạch lm bay håi mäüt pháưn nỉåïc Thạp háúp thủ kiãøu ny bàòng váût liãûu phi kim loải Axit täøng håüp âỉåüc cọ näưng âäü khong 31-31.5% 57 CHỈÅNG VIII CÄNG NGHÃÛ SN XÚT ACCU CHÇ AXIT ♣1 Cå såí lê thuút vãư sn xút accu chç axit: I Ngun lê lm viãûc ca accu chç axit: Accu chç axit l ngưn âiãûn thỉï cáúp Sn pháøm ca phn ỉïng phọng âiãûn âỉåüc hon ngun thnh cháút hoảt âäüng ban âáưu nãúu ta cho qua mäüt dng âiãûn mäüt chiãưu ngỉåüc chiãưu våïi dng âiãûn phọng Hãû thäúng âiãûn hoạ ca accu chç axit âỉåüc biãøu diãùn: (+) PbO2 / PbSO4 / H2SO4 / PbSO4 / Pb (-) 1/ Quạ trçnh phọng, nảp âiãûn: ngưn chiãưu Iç In ←⎯⎯ ⎯⎯→ ti PbSO4 PbSO4 PbO2 Pb Hçnh 1a (nảp âiãûn) Hçnh 1b (phọng âiãûn) Khi chỉa nảp âiãûn c hai bn cỉûc ám v dỉång âãưu täưn tải dảng PbO Khi ngám dung dëch axit H2SO4 c hai bn cỉûc âãưu täưn tải dảng PbSO4 theo phn ỉïng sau: (1) PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O Nhỉ váûy, accu chỉa phán cỉûc v chỉa phọng âiãûn âỉåüc a/ Quạ trçnh nảp âiãûn: (Hçnh 1a.) Âãø nảp âiãûn âỉåüc ta láúy cỉûc dỉång ca ngưn âiãûn nảp (ngưn mäüt chiãưu) näúi våïi cỉûc dỉång ca accu, cỉûc ám ca ngưn nảp näúi våïi cỉûc ám ca accu Khi nảp, nhåì cọ dng bãn ngoi cạc âiãûn tỉí s chuøn âäüng tỉì bn cỉûc dỉång sang bn cỉûc ám tảo thnh dng âiãûn nảp (In) Lục âọ ta cọ: * ÅÍ bn cỉûc dỉång: 2e SO42- + PbSO4 + 2H2O ⎯−⎯→ PbO2 + H2SO4 (2) * ÅÍ bn cỉûc ám: 2e Pb + H2SO4 (3) H+ + PbSO4 ⎯+⎯→ 58 Kãút qu kãút thục quạ trçnh nảp âiãûn l: - ÅÍí bn cỉûc dỉång PbO2 âỉåüc tảo thnh (mu â gảch), cn åí bn cỉûc ám Pb xäúp âỉåüc tảo thnh (mu xạm tro) V accu âỉåüc phán cỉûc åí trảng thại têch âiãûn - Axit H2SO4 âỉåüc tảo thnh, cn H2O bë phán li Do âọ, näưng âäü dung dëch nảp âiãûn âáưy s tàng lãn, sỉïc âiãûn âäüng (E) ca accu cng tàng theo v âiãûn tråí gim xúng Kãút håüp hai phn ỉïng (2) v (3), ta cọ phỉång trçnh täøng håüp nảp âiãûn sau: PbSO4 + 2H2O+H2SO4 + PbSO4 = PbO2 + 2H2SO4 + Pb (4) (+) (dd âiãûn phán) (-) (+) (-) Quạ trçnh hoạ hc kãút thục hoảt cháút â biãún âäøi hãút v âiãûn thãú trãn mäùi ngàn accu âån l 2.05 volt b/ Quạ trçnh phọng âiãûn: (Hçnh 1b.) Khi phọng âiãûn, dỉåïi tạc dủng ca sỉïc âiãûn âäüng riãng ca accu thç cạc âiãûn tỉí s chuøn âäüng theo hỉåïng ngỉåüc lải tỉì bn cỉûc dỉång sang bn cỉûc ám, tảo dng phọng cho mảch ngoi qua phủ ti Cn åí dung dëch thç dng âiãûn s âi tỉì cỉûc ám sang cỉûc dỉång Do âọ, ion H+ âi theo chiãưu dng âiãûn vãư cỉûc dỉång, cn ion SO42- âi theo chiãưu ngỉåüc lải vãư cỉûc ám Khi âọ cạc phn ỉïng hoạ hc xy åí cạc cỉûc sau: * ÅÍ bn cỉûc dỉång: 2e 2H+ + PbO2 + H2SO4 ⎯+⎯→ PbSO4 + 2H2O (5) * ÅÍ bn cỉûc ám: 2e SO42- + Pb ⎯−⎯→ PbSO4 (6) Kãút qu l: - Hoảt cháút åí bn cỉûc dỉång PbO2 v bn cỉûc ám Pb bë chuøn dáưn thnh PbSO4 v âọ sỉû phán cỉûc ca accu gim Tuy nhiãn, mäüt âiãưu cáưn chụ l PbSO4 åí âáy cọ dảng tinh thãø nh, mãưm v dãù bë phán li quạ trçnh nảp Khạc våïi hiãûn tỉåüng sunphat hoạ tảo thnh nhỉỵng hảt sunphat chç låïn, mu tràõng bạm trãn bãư màût v åí cháút hoảt ca cạc bn cỉûc Låïp tinh thãø ny cọ âiãûn tråí låïn, cỉïng v khọ bë phạ våí quạ trçnh nảp, lm gim hiãûu sút ca accu - Axit H2SO4 bë phán li cn H2O âỉåüc tảo thnh Do váûy, phọng âiãûn thç näưng âäü axit s gim dáưn v sỉïc âiãûn âäüng gim, cn âiãûn tråí tàng lãn Phỉång trçnh phn ỉïng täøng håüp ca quạ trçnh phọng: PbO2 + 2H2SO4 + Pb = PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (7) (+) (-) (+) (-) Sỉû thay âäøi näưng âäü ca dung dëch âiãûn phán quạ trçnh phọng v nảp âiãûn l mäüt nhỉỵng dáúu hiãûu âãø xạc âënh mỉïc phọng âiãûn ca accu sỉí dủng Cọ thãø tọm tàõt quạ trçnh phọng nảp âiãûn ca accu chç axit bng dỉåïi âáy: 59 QUẠ TRÇNH PHỌNG NẢP ÂIÃÛN CA ACCU CHÇ AXIT Trảng thại accu Âỉåüc nảp âáưy  phọng hãút âiãûn Bn cỉûc dỉång PbO2 (oxit chç) ↑↓ PbSO4 (tinh thãø nh) Dung dëch âiãûn phán 2H2SO4 ↑↓ H2O Bn cỉûc ám Pb ( xäúp, ngun cháút) ↑↓ PbSO4 (tinh thãø nh) 3/ Cạc thäng säú chênh ca accu: Trong mäùi ngàn ca bçnh accu l mäüt accu âån Accu âån cọ âáưy â cạc âàûc cho c bçnh Khi näúi tiãúp nhiãưu ngàn lải thnh bçnh accu âãø tàng hiãûu thãú ca bçnh âãún mäüt giạ trë âënh mỉïc no âọ: Volt, Volt, 12 Volt, 24 Volt Do váûy, nghiãn cỉïu âàûc ca bçnh accu ta chè cáưn kho sạt mäüt accu dån l â a/ Sỉïc âiãûn âäüng: l âiãûn ạp khäng ti trãn cỉûc accu, phủ thüc ch úu vo âiãûn thãú âiãûn cỉûc, tỉïc phủ thüc vo bn cháút, âàûc lê hoạ ca váût liãûu lm bn cỉûc, nhiãût âäü ca mäi trỉåìng, näưng âäü ca dung dëch âiãûn phán m khäng phủ thüc vo kêch thỉåïc bãn ngoi ca lạ cỉûc Cọ thãø xạc âënh sỉïc âiãûn âäüng ca accu bàòng hai phỉång phạp: * Dng phỉång trçnh Gibbs-Hemholm: 4.18 × Q ∂E E= +T nF ∂T Q: l hiãûu ỉïng nhiãût ca phn ỉïng âiãûn cỉûc Âọ l entanpi ca quạ trçnh Q = -∆H Âäúi våïi phn ỉïng: PbO2 + 2H2SO4 + Pb = 2PbSO4 + 2H2O ∆H = 2∆HPbSO4 + 2∆HH2O - ∆HPbO2 - 2∆HH2SO4 ∆H = 2(-218.8) + 2(-68.31) - (-65.5) - 2(-207.45) = -93.820 kcal/mol ∆H = -93820 cal/mol ∂E ∂E : hãû säú nhiãût âäü; thỉåìng láúy = 0.0003 Volt/âäü ∂T ∂T 4.18 × 93820 Váûy: E= + (18 + 273) × 0.0003 = 2.123Volt × 96500 * Dng phỉång trçnh thỉûc nghiãûm: Dng cäng thỉïc thỉûc nghiãûm: E = 0.85 + ρ Eo: sỉïc âiãûn âäüng ca accu âån âỉåüc âo trỉåìng håüp accu khäng ti ρ: näưng âäü ca dung dëch âiãûn phán åí +15oC nhỉng khäng láúy theo âån vë g/cm3 m âỉåüc bàòng volt qui vãư 15oC 60 Nhỉ váûy, näưng âäü accu thay âäøi khong 1.12-1.29 g/cm3 thç sỉïc âiãûn âäüng ca accu thay âäøi tỉì 1.97-2.14 Volt Khi näưng âäü ca dung dëch âiãûn phán tàng thç sỉïc âiãûn âäüng ténh ca accu cng tàng theo, nhỉng näưng âäü ca dung dëch cng khäng thãø tàng hồûc gim quạ mỉïc trãn Thỉûc tãú cho tháúy accu lm viãûc khạ täút näưng âäü dung dëch âiãûn phán l 1.271.29g/cm3 (åí Nga), cn åí nỉåïc ta l 1.23-1.26g/cm3 Ngoi ra, vç näưng âäü phủ thüc vo nhiãût âäü ca mäi trỉåìng nãn sỉïc âiãûn âäüng phủ thüc vo nhiãût âäü ca dung dëch âiãûn phán nỉỵa Vê dủ: Khi nhiãût âäü thay âäøi tỉì +20oC âãún -40oC thç sỉïc âiãûn âäüng accu gim tỉì 2.12 volt âãún 2.096 volt Ngỉåìi ta qui ỉåïc láúy nhiãût âäü cháút âiãûn li +15oC âãø lm chøn Tỉì âọ qui âỉåüc cạc trë säú hiãûu chènh âo näưng âäü âiãûn dëch åí cạc nhiãût âäü khạc Trë säú hiãûu chènh ny l 0.0007 g/cm3 cho 1oC Trë säú ny âỉåüc cng vo nhiãût âäü cao hån +15oC v trỉì âi nhiãût âäü mäi trỉåìng âo tháúp hån +15oC b/ Dung lỉåüng accu: l têch säú giỉỵa dng âiãûn phọng v thåìi gian phọng, kê hiãûu C C= t0 ∫ I (t )dt t =0 to: thåìi gian lục accu âảt âãún âiãûn thãú cúi Thäng thỉåìng accu phọng âiãûn våïi dng khäng âäøi I(t) = I Váûy: C = I.t (A.h) Theo âënh lût Faraday mún thu âỉåüc mäüt âiãûn lỉåüng: 1F = 96500 Coulomb = 26.8 A.h thç cáưn mäüt âỉång lỉåüng gam cạc cháút tham gia phn ỉïng sinh âiãûn 239.2 = 119.6 g Ta cọ: âỉång lỉåüng gam PbO2 = 207.2 âỉång lỉåüng gam Pb = = 103.6 g 98 âỉång lỉåüng gam H SO4 = × = 98 g Váûy mún âỉåüc A.h cáưn: 119.6 PbO2 : = 4.46 g 26.8 103.6 Pb : = 3.87 g 26.8 98 H SO4 : = 3.66 g 26.8 Nhỉng dung lỉåüng thỉûc tãú chè âảt 50% dung lỉåüng lê thuút Dung lỉåüng accu phủ thüc vo hai úu täú sau: 61 * Chãú âäü phọng âiãûn: nãúu phng âiãûn våïi dng cng låïn thç dung lỉåüng phọng s cng nh ÅÍ chãú âäü phọng 10h accu s cho dung lỉåüng låïn nháút Nãn dung lỉåüng åí chãú âäü ny âỉåüc coi l dung lỉåüng âënh mỉïc (nãúu phọng våïi dng nh v thåìi gian phọng láu thç axit H2SO4 s khuúch tạn vo läù xäúp ca lạ cỉûc lm cho cạc cháút hoảt âäüng âãưu tham gia phn ỉïng sinh âiãûn Tuy nhiãn, nãúu dng phọng quạ nh thç s gáy hiãûn tỉåüng tỉû phọng låïn) * Nhiãût âäü mäi trỉåìng chung quanh: sỉû thay âäøi nhiãût âäü ca mäi trỉåìng chung quanh lm nh hỉåíng âãún näưng âäü dung dëch cng dung lỉåüng ca accu Thỉåìng chn nhiãût âäü +30oC lm chøn cho viãûc âo dung lỉåüng Khi nhiãût âäü khạc 30oC cọ thãø dung lỉåüng theo cäng thỉïc: C1 = C30[1 + 0.008 (t-30)] (A.h) C1: dung lỉåüng âo åí nhiãût âäü toC C30: dung lỉåüng âo åí nhiãût âäü 30oC cho theo lê lëch nåi sn xút 0.008: hãû säú nhiãût âäü ca dung lỉåüng c/ Âàûc phọng, nảp ca accu: Trong pháưn ny âãø củ thãø hoạ ta chè xẹt âàûc phọng nảp våïi dng âiãûn khäng âäøi (I = 5.4 A) v chãú âäü phọng 10h: Câm = 54 A.h Âiãøm cúi quạ trçnh phọng Bàõt âáưu I (A) ρ U(V) Un thåìi gian nghè B (2.7V) Eaq Eaq 2.4V Eo 20 - - 2.01.96 A(1.7) ∆E Up 15 - - 1.51.27 Eo ∆E IpRaq 1.27 ρ 10 - - 1.0- 5- 0.54 - 0.5 - InRaq ρ 1.11 1.11 Ip In Cp = 5.4×10 = 54 A.h Cn = In×tn 10 Hçnh (a): phọng t(h) 10 Hçnh (b): nảp 14 t(h) 62 Gi sỉí accu âỉåüc nảp âáưy, phọng våïi dng Ip khäng âäøi thç näưng âäü dung dëch s gim theo chiãưu âỉåìng thàóng vç säú lỉåüng cháút tham gia phn ỉïng v axit H2SO4 âỉåüc thay thãú bàòng nỉåïc mäùi giáy âãưu bàòng Gi sỉí näưng âäü ban âáưu ca âiãûn dëch l 1.27 g/cm3, cn näưng âäü cúi cng l 1.11 g/cm3 (phủ thüc vo trỉỵ lỉåüng dung dëch bçnh v säú lỉåüng axit H2SO4 tiãu täún phọng âiãûn) Sỉïc âiãûn âäüng ténh Eo theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm: E = 0.85 + ρ Nhỉng giạ trë thỉûc chè l: E aq = U p + I p Raq Raq: âiãûn tråí ca accu Ip: dng phọng Up: hiãûu thãú accu âo lục phọng Nhỉ âỉåüc thãø hiãûn trãn âỉåìng cong phọng (Hçnh a) thç Eaq nh hån Eo mäüt âải lỉåüng l ∆E Våïi ∆E l mỉïc chãnh lãûch sỉïc âiãûn âäüng lục phọng hay nảp âiãûn Tỉïc l: E = E aq + ∆E Såí dé cọ sỉû chãnh lãûch giỉỵa Eo v Eaq l vç quạ trçnh phọng âiãûn näưng âäü dung dëch thỉûc tãú åí lng lạ cỉûc ln ln tháúp hån näưng âäü dung dëch åí ngoi lạ cỉûc Khi chỉa phọng âiãûn sỉû khuúch tạn âáưy â, näưng âäü dung dëch hoảt cháút v bãn ngoi cán bàòng nhau, nãn Eaq = Eo * Qụa trçnh phọng âiãûn: Cọ thãø phán têch quạ trçnh phọng âiãûn åí Hçnh a sau: Sau âọng mảch phủ ti cho accu phọng âiãûn, phn ỉïng hoạ hc giỉỵa cháút tạc dủng åí bn cỉûc v dung dëch, nãn näưng âäü dung dëch chỉïa cạc bn cỉûc so våïi näưng âäü chung gim âi Sỉû chãnh lãûch näưng âäü tảo âiãưu kiãûn cho sỉû khuúch tạn låïp dung dëch måïi vo cạc bn cỉûc Näưng âäü dung dëch cạc bn cỉûc cng gim thç sỉû khuúch tạn cng mảnh Quạ trçnh tiãúp diãùn cho âãún âảt cán bàòng våïi säú lỉåüng axit tiãu hao phn ỉïng phọng âiãûn v ∆E l kãút qu ca sỉû chãnh lãûch ny Cng våïi sủ thay âäøi sỉïc âiãûn âäüng Eaq, thç hiãûu thãú ca accu Up cng thay âäøi ÅÍ thåìi âiãøm bàõt âáưu phọng thç Up gáưn gim nhanh Khi â åí trảng thại cán bàòng Up gáưn äøn âënh v chè håi gim, tè lãû våïi mỉïc gim näưng âäü ca accu ÅÍ cúi quạ trçnh phọng (gáưn âiãøm A), PbSO4 âỉåüc tảo thnh trãn bn cỉûc s lm gim tiãút diãûn tháúm dung dëch, âiãûn tråí tàng v lm cháûm quạ trçnh khuúch tạn Vç váûy, trảng thại cán bàòng bë phạ hu v näưng däü dung dëch åí bn cỉûc, cng våïi Eaq v Up gim nhanh Vãư màût lê thuút, accu phọng hãút ton bäü dung lỉåüng tỉïc l táút c cạc hoảt cháút trãn bn cỉûc âãưu chuøn thnh PbSO4 v lục âọ Eaq = Nhỉng thỉûc tãú chè phng âãún âiãøm A m thäi, khäng nãn phọng tiãúp tủc quạ âiãøm A vç lục âọ Up gim nhanh khäng tho mn âiãưu kiãûn lm viãûc ca phủ ti, gáy tạc hải cho accu v s khọ khàn cho quạ trçnh nảp phủc häưi dung lỉåüng accu Ngoi phọng âãún táûn cng hoảt cháút s lm 63 viãûc triãût âãø gáy nãn t hoảt cháút trãn bn cỉûc Âáy l âiãưu quan trng cáưn chụ , vç s lm gim tøi th ca accu Hiãûu thãú ỉïng våïi âiãøm A gi l hiãûu thãú phọng cúi cng v qui âënh âáy l âiãøm accu â phng hãút âiãûn Hiãûu thãú phng cúi cng (Upmin) cn phủ thüc vo cỉåìng âäü dng phọng: Up 2.0 4h 30' 1.6 - 1.2 - 1h 5' 1.65V 1.5V Ip = 106A Ip = 360A 53 A.h Cp = 30 A.h 10h 1.7V 1.65V Ip = 11.2A 1.6V Ip = 28.8A 112 A.h Ip = 63.3A 80.4 A.h 63.3 A.h 0.8 10 h Ta tháúy dng phọng cng låïn thç hiãûu thãú m accu trç thåìi gian phọng cng tháúp, âäưng thåìi dung lỉåüng v thåìi gian phọng cng gim âi nhiãưu * Qụa trçnh nảp âiãûn: (Hçnh b) Khi nảp âiãûn cạc mao qun ca lạ cỉûc tảo thnh axit H2SO4 lm cho näưng âäü âiãûn dëch tải âọ tàng âạng kãø Vç váûy, Eaq nảp låïn hån Eo mäüt âải lỉåüng ∆E Enảp = Eaq + InRaq ÅÍ cúi quạ trçnh nảp sỉïc âiãûn âäüng v âiãûn thãú tàng lãn nhanh tảo cạc bt khê âiãûn dëch Do quạ trçnh nảp kãút thục hoảt cháút âỉåüc hon ngun thç dng âiãûn nảp In chè cn cọ tạc dủng âiãûn gii H2O thnh O2 v H2 (tảo bt khê nhiãưu) v lỉåüng nỉåïc máút dáưn, lm cho mỉïc âiãûn dëch tháúp dáưn v lục ny chè bäø sung thãm nỉåïc chỉï khäng thãm axit Màût khạc, âiãûn phán nỉåïc, ion H+ âi tåïi bn cỉûc ám, chụng bë trung ho mäüt pháưn (tỉïc nháûn e- tảo thnh H2), cn pháưn låïn tủ táûp quanh cỉûc ám tảo thnh mäüt låïp âiãûn thãú phủ khong 0.33 Volt Âọ l ngun nhán sỉû tàng thãú cúi quạ trçnh nảp (âiãûn thãú ca accu lục ny lãn âãún 2.7Volt) Sau ngàõt dng âiãûn nảp, hiãûu thãú ca accu sủt hàón xúng bàòng Eaq v sau mäüt thåìi gian nghè s xy sỉû cán bàòng näưng âäü v â hãút bt khê thç sỉïc âiãûn âäüng ténh ca accu s âảt âãún giạ trë 2.11 - 2.12 Volt, ỉïng våïi trảng thại accu âỉåüc nảp âáưy d/ Hiãûu sút ca accu: Hiãûu sút ca accu âàûc trỉng cho kinh tãú ca sỉí dủng Cọ hai loải hiãûu sút: 64 - Hiãûu sút theo dung lỉåüng, bàòng [A.h] l tè säú dung lỉåüng phọng v dung lỉåüng nảp, bàòng % Giạ trë täút nháút hiãûn 94-98% - Hiãûu sút theo nàng lỉåüng, bàòng [w.h] l tiỉ säú nàng lỉåüng phọng v nàng lỉåüng nảp (%) Giạ trë täút nháút hiãûn 75-85% II Cáúu tảo v âàûc ca accu chç axit: 1/ Cáúu tảo ca bçnh accu: Bçnh accu axit gäưm v bçnh chëu axit gäưm cọ cạc ngàn riãng thỉåìng tỉì 3-6 ngàn tu theo âiãûn thãú ca bçnh Mäùi ngàn âiãûn thãú l volt Âọ l accu âån Trong accu âån cọ cạc táúm cỉûc dỉång v cỉûc ám xãúp xen k giỉỵa l lạ cạch Mäùi accu âån âỉåüc xãúp vo mäüt ngàn v näúi liãưn qua håüp kim Pb-Sb tảo thnh bçnh accu hon chènh Ngàn âáưu cỉûc dỉång, ngàn cúi cỉûc ám âãø näúi våïi phủ ti tiãu thủ Âiãûn dëch cho vo mäùi ngàn våïi mỉïc qui âënh, thỉåìng ngáûp cảnh trãn ca lạ cỉûc t 10-15mm * V bçnh: âỉåüc chãú tảo bàòng loải nhỉûa ãbonêt, axphantäpec, cao su cỉïng Trong âọ ãbänit bãưn axit v bãưn cå Trong v bçnh chia thnh cạc ngàn riãng biãût Mäùi ngàn l mäüt accu âån Mäùi ngàn cọ bäún säưng âåỵ tảo khong khäng gian träúng giỉỵa âạy bçnh v khäúi bn cỉûc, nhåì âọ trạnh âỉåüc hiãûn tỉåüng cháûp mảch giỉỵa cạc bn cỉûc cháút kãút ta råi xúng âạy bçnh gáy nãn Ngoi tạc dủng ca säúng âåỵ ny l âäúi lỉu dung dëch * Táúm bn cỉûc v khäúi bn cỉûc: - Táúm bn cỉûc gäưm mäüt cäút hçnh hçnh màõt cạo, chãú tảo bàòng håüp kim Pb-Sb (gäưm 87-96% Pb, 5-13% Sb: mủc âêch tàng âäü cỉïng, vỉỵng, lm gim àn mn v âục täút hån) Trãn âọ trạt âáưy hoảt cháút phn ỉïng Nhiãûm vủ ca sỉåìn cỉûc l giỉỵ cạc cháút tạc dủng v s cọ dng âiãûn phán bäú âãưu khàõp bãư màût bn cỉûc Âiãưu ny quan trng âäúi våïi bn cỉûc dỉång vç âiãûn tråí ca cháút tạc dủng PbO2 låïn gáúp 10000 láưn âiãûn tråí Pb ngun cháút åí khäúi bn cỉûc ám Do âọ, cng tàng chiãưu dy ca cäút bn cỉûc dỉång, cng gim näüi tråí ca accu (chiãưu dy lạ cỉûc khong 2.5-4.5mm; mạy bay 1.5-2mm) Nhỉ váûy, âiãûn dáùn ca cäút bn cỉûc ám khäng phi l úu täú quút âënh v lải chụng êt bë han gè, nãn thỉåìng chãú tảo mng hån cäút bn cỉûc dỉång Âàûc biãût hai táúm ngoi biãn ca khäúi bn cỉûc ám lải cng mng hån vç chng chè lm viãûc mäüt phêa chäù giạp våïi bn cỉûc dỉång (dung lỉåüng phủ thüc vo âäü xäúp ca PbO2 v dung lỉåüng ca accu thỉåìng âỉåüc xạc âënh bàòng dung lỉåüng ca PbO2) Vê dủ: Accu 3-CT-70 ca Nga thç bn cỉûc dỉång dy 2.8mm, bn cỉûc ám dy 2.5mm - Cäút cọ khung bao quanh, cọ váúu âãø hn näúi våïi cạc bn cỉûc cng loải (dỉång hồûc ám) âãø tảo thnh khäúi bn cỉûc cọ hai chán âãø tç lãn säúng âåỵ åí âạy bçnh accu Phi sàõp xãúp cho khäúi bn cỉûc dỉång tç lãn mäüt âäi säưng âåỵ ny ca bçnh, cn khäúi bn cỉûc ám tç lãn âäi säưng âåỵ âãø trnh hiãûn tỉåüng cháûp mảch - ÅÍ lạ cỉûc ám cháút tạc dủng âỉåüc âiãưu chãú tỉì bäüt chç, dung dëch axit H2SO4 v khong 3% bäüt nåỵ Con åí lạ cỉûc dỉång cháút tạc dủng l PbO (PbO+Pb3O4) v dung dëch axit H2SO4 Cháút nåí åí bn cỉûc ám lm tàng âäü xäúp v gim kh nàng mau hoạ cỉïng ca 65 cỉûc ám Nhỉ â phán têch, dung lỉåüng accu tàng lạ cỉûc cọ âäü xäúp v âäü bãưn cao Do âọ, bn cỉûc dỉång PbO2 väún â xäúp nãn khäng cáưn thãm bäüt nåỵ vo nỉỵa Trong mäùi ngàn ca accu dån säú bn cỉûc ám nhiãưu hån säú bn cỉûc dỉång mäüt lạ, mủc âêch nhàòm sỉí dủng cạc bn cỉûc dỉång triãût âãø v nhàòm trạnh sỉû cong vãnh ca lạ cỉûc dỉång cọ dng cao (dng nảp) * Lạ cạch: cọ tạc dủng chäúng cháûp mảch giỉỵa bn sỉûc dỉång v bn cỉìc ám v giỉỵ cho hoảt cháút êt bë bong råi quạ trçnh lm viãûc u cáưu kè thût ca lạ cạch: - Cạch âiãûn täút - Cọ âäü xäúp thêch håüp, khäng cn tråí dung dëch âäúi lỉu - Bãưn axit v bãưn cå - Khäng chỉa cạc tảpcháút cọ hải, âàûc biãût l Fe Lạ cạch thỉåìng âỉåüc chãú tảo tỉì mipä (ãbonit mën); niplat (PVC xäúp mën); bäng thu tinh ghẹp våïi miplat hồûc gäù; , nhỉng hiãûn sỉí dủng räüng ri nháút l PVC åí dảng táúm Lạ cạch cọ hçnh chỉỵ nháût (hçnh ca lạ cỉûc) v cọ kêch thỉåïc låïn hån lạ cỉûc mäüt êt âãø hon ton cạch âiãûn Cáúu tảo ca lạ cạch gäưm cạc gán âãø tàng âäü chëu lỉûc v gán phêa lạ cỉûc dỉång cao hån gán phêa cỉûc ám våïi mủc âêch tảo khäng gian anäút låïn hån khäng gian catäút, vç åí bn cỉûc dỉång dãù t v cáưn nhiãưu âiãûn dëch hån * Nàõp, nụt, cáưu näúi: - Nàõp chãú tảo tỉì váût liãûu cng våïi bçnh, cọ hai loải nàõp: tỉìng nàõp riãng cho mäùi ngàn, v nàõp chung cho c bçnh Läù bãn; Äúng chç; Läù âäø dung dëch; Nụt; Cáưu näúi * Dung dëch âiãûn phán: l dung dëch H2SO4 âỉåüc pha chãú tỉì axit H2SO4 ngun cháút Âãø axit cọ axit cọ näưng âäü thêch håüp tu tỉìng khê háûu, nhiãût âäü mäi trỉåìng v váût liãûu táúm ngàn Näưng âäü âiãûn gii cọ thãø tỉì 1.21-1.31 g/cm3 tỉång âỉång våïi 23-34 âäü Bomme Nãúu näưng âäü cao dãù lm hng táúm cạch, r hoảt cháút, d bë sunphat hoạ lm gim tøi th ca accu Nãúu näưng âäü dung dëch tháúp quạ thç dung lỉåüng v âiãûn thãú gim Näưng âäü dung dëch ln ln thay âäøi theo mỉïc phọng v nảp ca accu v phủ thüc vo nhiãût âäü Qui ỉåïc láúy nhiãût âäü âiãûn dëch åí +15oC lm qui chøn v âãø xạc âënh 66 näưng âäü dung dëch dng tè trng kãú v thãm hãû säú hiãûu chènh 0.0007 g/cm3, dáúu (+) hay (-) tu nhiãût âäü låïn hay nh Theo tiãu chøn Viãût Nam TCVN 164-64 thç näưng âäü qui âënh åí cúi láưn nảp âáưu tiãn l 1.260 + 0.005 g/cm3 åí 30 ± 2oC 2/ Nhỉỵng âàûc ca accu chç axit: a/ Hiãûn tỉåüng tỉû phọng âiãûn: Accu nảp âiãûn xong chỉa dng âãø sau mäüt ngy âãm máút tỉì 0.5-2% dung lỉåüng, hiãûn tỉåüng tỉû phọng âiãûn Tỉû phọng âiãûn do: - PbO2 tạc dủng våïi H2SO4: PbO2 + H2SO4 = PbSO4 + H2O + O2 Näưng âäü H2SO4 låïn thç tỉû phọng låïn O2 nãn nhỉỵng cháút Sb, Ag cọ quạ thãú oxy bẹ lm tàng täúc âäü phn ỉïng - PbO2 tiãúp xục våïi sỉåìn cỉûc: PbO2 + Pb + H2SO4 = PbSO4 + 2H2O 5PbO2 + Sb + 6H2SO4 = (SbO2)2SO4 + 5PbSO4 + 6H2O - PbO2 tạc dủng våïi H2 åí ám cỉûc khuúch tạn sang: PbO2 + H2 + H2SO4 = PbSO4 + 2H2O - Pb tạc dủng våïi H2SO4: Pb + H2SO4 = PbSO4 + H2 Näưng âäü axit H2SO4 âàûc, nhiãût âäü cao, Pb xäúp thç phn ỉïng xy cng mảnh - Pb tạc dủng våïi O2 tỉì PbO2 hồûc tỉì oxy ca khäng khê: Pb + O2 + H2SO4 = PbSO4 + 2H2O - Pb hồûc PbO2 tạc dủng våïi tảp cháút (Mn2+; Fe2+; Fe3+): 5Pb + 5HMnO4 + 7H2SO4 = 5PbSO4 + 2MnSO4 + 8H2O Pb + Fe2(SO4)3 = PbSO4 + 2FeSO4 2+ 2+ Mn , Fe âi vãư phêa cỉûc dỉång: FeSO4 + PbO2 + H2SO4 = PbSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O 2MnSO4 + 5PbO2 + 3H2SO4 = 5PbSO4 + 2HMnO4 + 2H2O Hãû säú tỉû phọng âiãûn K âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc sau: ∆C × K= C ∆t Co: dung lỉåüng âáưu ∆C: âäü gim dung lỉåüng thåìi gian ∆t K = 0.4 ÷10-3h-1 b/ Hiãûn tỉåüng tỉû sunphat hoạ: (khạc våïi hiãûn tỉåüng tảo PbSO4 quạ trçnh phọng, nảp) Hiãûn tỉåüng sunphat hoạ do: 67 - Accu âãø láu ngy khäng lm viãûc nãn lạ cỉûc bë sunphạt hoạ Låïp ny dy, sêt, khọ tan lm cho dung lỉåüng v âiãûn thãú gim v accu mau hng - Hoạ thnh lạ cỉûc chỉa chên (tảo låïp v cỉïng, tràõng, sáưn si) lm cho quạ trçnh tỉû phọng låïn - Thỉåìng xun nảp âiãûn thiãúu, chỉa â no - Phng âiãûn qụa sáu (