REPUBLICA BOLIBVARIANA BOLIBVARIANA DE VENEZUELA V ENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA L A UDUCACION UNIVERSITARIA UNIVERSITARIA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA “ANTONIO JOSE DE SUCRE”
VICE-RECTORADO VICE-RECTORADO LUIS CABALLERO MEJIAS (UNEXPO) NUCLEO GUARENAS MATERIA: MATERIA: FISICO-QUIMICA FISICO-QUIMICA
Realizado Por: Profesora: Bermejo Genesis
Marianella Martínez
Exp: 2011200274
Escalante Norleidy Exp: 201210055 Moreno Daniel
Exp: 2012100135
Tovar Andry
Exp: 201310219
Guarenas 06 de Marzo del 2017
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Índice Introducción…………………………………………………………………….. 3
Propiedades físi co químicas de…………………………………...4, 5, 6 ,7y8 Uso Industrial de los Compuesto ………………………………….8, 9,10 y 11 Batería de Plomo-Acido: ¿Qué es?.............................. es?................................................ .......................11 .....11 y 12 Historia………………………………………………………………….12, 13, 14 Principio de Funcionamiento …………………………………………..14 y 15 Reacciones Químicas ………………………………………………………..15 Densidad del Electrolito …………………………………………………15 y 16 Valores más importante de la Batería ……………………………17, 18 y 19 Medidas Utilizadas en las Baterías de Plomo-Acido ………………..19 y 20 Tipos de Betería Plomo- Acido…………………………………..20 21 2 1 22 y 23 Clasificación según Régimen de Descarga ………………………….23 y 24 Vida Útil de la batería. La Sulfatación …………………………………24 y 25 Procesos de Fabricación: Diagrama de Bloques del Proceso De Fabricación de la Batería Plomo-Acido .25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 y 32 Cálculos Previos………………………………………………..32, 33, 34 y 35 Conclusión……………………………………………………………………..36
Bibliografía ……………………………………………………………………..37 Anexos…………………………………………………………....38, 39, 40, 41
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Índice Introducción…………………………………………………………………….. 3
Propiedades físi co químicas de…………………………………...4, 5, 6 ,7y8 Uso Industrial de los Compuesto ………………………………….8, 9,10 y 11 Batería de Plomo-Acido: ¿Qué es?.............................. es?................................................ .......................11 .....11 y 12 Historia………………………………………………………………….12, 13, 14 Principio de Funcionamiento …………………………………………..14 y 15 Reacciones Químicas ………………………………………………………..15 Densidad del Electrolito …………………………………………………15 y 16 Valores más importante de la Batería ……………………………17, 18 y 19 Medidas Utilizadas en las Baterías de Plomo-Acido ………………..19 y 20 Tipos de Betería Plomo- Acido…………………………………..20 21 2 1 22 y 23 Clasificación según Régimen de Descarga ………………………….23 y 24 Vida Útil de la batería. La Sulfatación …………………………………24 y 25 Procesos de Fabricación: Diagrama de Bloques del Proceso De Fabricación de la Batería Plomo-Acido .25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 y 32 Cálculos Previos………………………………………………..32, 33, 34 y 35 Conclusión……………………………………………………………………..36
Bibliografía ……………………………………………………………………..37 Anexos…………………………………………………………....38, 39, 40, 41
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Introducción A medidas que vamos avanzamos cuando nuevas herramientas y diseños para hacer la vida más fácil , este proyecto da a conocer la utilización y uso de la batería de Plomo-Acido en industrias Para ello empelamos productos tales como: Oxido de Calcio (CaO), Plomo
(Pb), Estaño (Sn) entre otras con fines adecuado para la fabricación. Descubriremos que esta pila tiene otras denominaciones; su función en el equipo de electroquímica es amplia ya que es una fuente confiable La batería está formada básicamente en dos placas de plomo diferentes una positiva que está compuesta de Peróxido de Plomo (PbO2), que es un material cristalino de color marrón oscuro, constituido por partículas muy pequeñas y de alta porosidad para que el electrolito penetre libremente en el interior de las placas. La negativa se compone por Plomo (Pb) de color gris pizarra, en el que penetra libremente el electrolito, haciendo esponjar las placas, con lo que crece el área eficaz de las mismas, aumentando el rendimiento. En estas dos placas de emplean en pequeñas cantidades, difusas sustancias o expansivas para impedir impedir la contracción y solidificación del Plomo (Pb) esponjoso, con lo que perdería capacidad y vida de la betería de Plomo-Acido A su vez aislados por un separador, cuyo se sumergen en una solución solu ción electrolítica que consiste en 70% agua y 30% Acido Sulfúrico (H2SO4) el agua se encuentra desmineralizada o des ionizada en una proporción de 36 partes de energía entre todos los componentes internos de la batería. La batería se embasa con un conjunto de Monoblok que es una tapa y caja de termo sellada, contenedor que agrupa varios elementos. Que son tapones con orifico de ventilación. También con separadores que son elementos que evita descargas por contacto entre las placas positivas y negativa
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Propiedades Fisicoquímicas de los Compuestos Propiedad Fisicoquímica del Calcio Nombre
Calcio
Símbolo
Ca
Numero Atómico
20
Masa Atómica
40,078
Numero de Protones/ electrones
20
Números de Neutrones (Isotopo: 40-Ca) 40 -Ca)
20
Estructura Electrónica
[Ar] 4s2
Electrones en los niveles de Energía
2,8,8,2
Numero de Oxidación
+2
Electronegatividad
1,00
Energía de Ionización (kj.mol -1)
590
Afinidad Electrónica (kj.mol -1)
-29
Radio Atómico (pm)
197
Radio Iónico (pm) (carga del ion)
100(+2)
Entalpia de Fusión (kj.mol -1)
9,33
Entalpia de Vaporización (kj.mol -1)
149,95
Punto de Fusión (°C)
842
Punto de Ebullición (°C)
1484
Densidad (kg/m3)
1550;(20°C)
Volumen Atómico (cm3/mol)
25.86
Estructura Cristalina
Cubica
Color
Plateado
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Propiedad Fisicoquímica del Plomo Nombre
Plomo
Símbolo
Pb
Clasificación
Grupo 14 (o grupo del Carbono)
Numero Atómico
82
Masa Atómica
207,2
Numero de Protones/ electrones
82
Números de Neutrones (Isotopo: 207-
126
Pb) Estructura Electrónica
[Xe] 4f 14 5d 10 6s2 6p2
Electrones en los niveles de Energía
2,8,18,32,18,4
Numero de Oxidación
+2,+4
Electronegatividad
2,33
Energía de Ionización (kj.mol -1)
716
Afinidad Electrónica (kj.mol -1)
35
Radio Atómico (pm)
175
Radio Iónico (pm) (carga del ion)
132 (+2) , 84 (+4)
Entalpia de Fusión (kj.mol -1)
5,121
Entalpia de Vaporización (kj.mol -1)
179,4
Punto de Fusión (°C)
327,46
Punto de Ebullición (°C)
1749
Densidad (kg/m3)
(20 °c)
Volumen Atómico (cm3/mol)
18,27
Estructura Cristalina
Cubica
Color
Blanco azulado, brillante
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Propiedad Fisicoquímica del Estaño Nombre
Estaño
Símbolo
Sn
Numero atómico
50
Grupo
14
Periodo
5
Aspecto
Gris plateado brillante
Bloque
P
Densidad
7310 kg/m3
Masa Atómica
118,710
Radio Medio
145 pm
Radio Atómico
145
Radio Covalente
180 pm
Radio de van der Waals
217 pm
Configuración Electrónica
[Kr] 4d10 5s2 5p2
Electrones por Capa
2,8,18,18,4
Estado de Oxidación
4,2
Oxido
Anfótero
Estructura Cristalina
Tetragonal
Estado
Solido
Punto de Fusión
505.08 K
Punto de Ebullición
2875 K
Calor de Fusión
7.029 kJ/mol
Presión de Vapor
5,78 10-21 Pa a 505 K
Electronegatividad
1,96
Calor Especifico
228 J (K.kg)
Conductividad Eléctrica
9,17.106 S/m
Conductividad térmica
66,6 W / (k.m)
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Propiedad Fisicoquímica del Acido Sulfúrico Nombre
Acido Sulfúrico
Formula Molecular
H2SO4
Punto de Fusión
10 °C
Punto de Ebullición
340 °C
Densidad
1800 kg/m3 ; 1,8 g/cm3
Peso Atómico
98,08 g/mol
Aspecto
Liquido aceitoso incoloro
Solubilidad en Agua
Miscible
Ph
(0.3 solución 1N) (1,2 Solución 0,1 N) ( 2,1 Solución 0,01 N)
Olor
Inodoro en frio y picante en caliente
Propiedad Fisicoquímica del Sulfato de Plomo Nombre
Sulfato de Plomo
Formula Molecular
PbSO4
Punto de Fusión
1443 k (1170 °C)
Densidad
6290 kg/m3.; 6,29°3 g/cm3
Peso Atómico
303,26 g/mol
Aspecto
Polvo Cristalino Blanco
Ph
No aplica
Olor
Sin olor
Estado
Solido
Estructura Cristalino
Ortorrómbica
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Propiedad Fisicoquímica del Oxido de Plomo Nombre
Oxido de Plomo
Formula Molecular
Pb2O3
Punto de Fusión
1161 K (888 °C)
Densidad
9,53 g/cm
Masa Molar
223.2 g/mol
Aspecto
Polvo rojo o amarillo rojizo
Ph
No Aplica
Olor
Sin olor
Color
Amarillo
Estructura Cristalino
Ortorrómbica
Propiedad Fisicoquímica de la Batería Voltaje de la celda nominal
2,0 V
Potencia especifica
180 w/kg 3
nodo
Plomo esponjoso
Cátodo
Dióxido de plomo (PbO2)
Electrolito
Acido sulfúrico disuelto en Agua
Densidad energética
60-110 Wh/l
Velocidad de auto descarga (%/mes)
3-20 % / mes
Temperatura de carga
Min. -40 ° C, Max. 50 °C
Durabilidad de ciclos
500-800 ciclos
Uso Industrial de los compuestos Uso del Calcio Es un agente reductor en la extracción de otros metales como el uranio, circonio y torio, también
es
un
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desoxidante,
desulfurizador,
o
decarburizador para varias aleaciones ferrosas y no ferrosas, es un agente de aleación utilizado en la producción de aluminio, berilio, cobre, plomo y magnesio y tiene aplicaciones en muchos producto lácteos o medicamentes para el refuerzo de los huesos humanos y compuestos de calcio. La falta de calcio en los huesos humanos facilita la aparición de enfermedades como la osteoporosis. El óxido de calcio, CaO, se produce por descomposición térmica de los minerales de carbonato en altos hornos, aplicando un proceso de lecho continuo. El óxido se utiliza en arcos de luz de alta intensidad (luz de cal) a causa de sus características espectrales poco usuales y como agente deshidratante industrial. La industria metalúrgica hace amplio uso del óxido durante la reducción de aleaciones ferrosas. El hidróxido de calcio, Ca (OH)2, tiene muchas aplicaciones en donde el ion hidroxilo es necesario. En el proceso de apagado del hidróxido de calcio, el volumen de cal apagada [Ca (OH)2] se expande al doble que la cantidad de cal viva inicial (CaO), hecho que lo hace útil para romper roca o madera.
Uso del Plomo Los principales usos de este metal se dan en la fabricación de diversos productos tales como baterías, pigmentos, aleaciones, cerámicas, plásticos, municiones, soldaduras, cubiertas de CABLES, plomadas y armamento. También se utiliza en la elaboración de equipo para la fabricación de ácido sulfúrico, refinamiento de petróleo y procesos de halogenación. Se usa además, para atenuar ondas de sonido, radiación atómica y vibraciones mecánicas El tetraetilo de Plomo se usa como un aditivo en la gasolina como antidetonante.
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Uso del Estaño
Se usa como protector del cobre, del hierro y de diversos metales usados
en la fabricación de latas de conserva.
También se usa para disminuir la fragilidad del vidrio.
Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos y
pigmentos.
Se usa para realizar bronce, aleación de estaño y cobre.
Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo.
Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los tubos de
los órganos musicales.
Tiene utilidad en etiquetas.
Recubrimiento de acero.
Se usa como material de aporte en soldadura blanda con cautín, bien puro
o aleado. La directiva RoHS prohíbe el uso de plomo en la soldadura de determinados aparatos eléctricos y electrónicos.
El estaño también se utiliza en la industria de la cerámica para la
fabricación de los esmaltes cerámicos. Su función es la siguiente: en baja y en alta es un o pacificante. En alta la proporción del porcentaje es más alto que en baja temperatura.
Es usado también en el sobre taponado de botellas de vino, en forma de
cápsula. Su uso se extendió tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimentaria. España es uno de los mayores fabricantes de cápsulas de estaño.
Uso del Acido Sulfúrico La industria que más consume el ácido sulfúrico es la de los fertilizantes. El ácido sulfúrico o sulfato de hidrógeno en combinación con la roca fosfórica y a través de un proceso de refinación se obtiene ácido fosfórico. Con amoníaco, se produce sulfato de amonio, que es otro fertilizante común. El ácido sulfúrico es importante para la industria del hierro y del acero. Se utiliza en grandes cantidades para eliminar el óxido, la oxidación y otras impurezas. 10
Otras aplicaciones importantes se encuentran en la refinación del petróleo, producción de pigmentos, tratamiento del acero, extracción de metales no ferrosos, manufactura de explosivos, detergentes, plásticos y fibras. En la industria química inorgánica, el ácido sulfúrico se utiliza en la producción de pigmentos de dióxido de titanio, ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico. Las baterías de plomo utilizadas en vehículos, contienen ácido sulfúrico.
Uso del Sulfato de Plomo Es un polvo cristalino (como arena), blanco e incoloro. Se utilizan en baterías como pigmentos de pinturas y como reactivo en laboratorios
Uso del Oxido de Plomo
Usado para la fabricación de vidrio de plomo, en el cual el Oxido de plomo
remplaza el oxido de calcio en su composición. Esta clase de vidrios tiene propiedades ópticas y mayor capacidad de modelación que lo hacen útil para fines decorativos y fabricación de vidrios ópticos, eléctricos y electrónicos
Usado en la elaboración de un barniz que es la base de un esmalte con el
que se cubre la cerámica vidriada
Usado como componente de los electrodos de baterías compuestos por una
mezcla de óxido de plomo y sulfato de plomo.
Usado como agente vulcanizante en la fabricación del caucho.
Batería de Plomo y acido ¿Qué es? Se le denomina batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga. 11
Con el término pila, en castellano, se suele denominar a los generadores de electricidad no recargables. Tanto pila como batería son términos provenientes de los primeros tiempos de la electricidad, en los que se juntaban varios elementos o celdas — en el primer caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo, adosados lateralmente, "en batería", como se sigue haciendo actualmente, para así aumentar la magnitud de los fenómenos eléctricos y poder estudiarlos sistemáticamente. De esta explicación se desprende que cualquiera de los dos nombres serviría para cualquier tipo, pero la costumbre ha fijado la distinción. Ahora también existen pilas recargables, que se pueden recargar y volver a usar pero con un número limitado de veces. Generalmente las pilas se pueden dividir en dos grandes tipos, las pilas primarias y las pilas secundarias. Las pilas primarias son aquellas que se agotan y son desechadas, las secundarias son las que pueden recargarse, esta clase de pilas son llamadas baterías.
Historia La batería de plomo-ácido, tal como la utilizamos en la actualidad, es el fruto de las investigaciones y el desarrollo de muchos científicos e ingenieros en el campo de la electroquímica. Los primeros antecedentes se remontan al año 1800, cuando Alessandro Volta descubre la batería galvánica e inicia esta línea de investigación. Su descubrimiento fue publicado con el título “Acerca de la electricidad generada por el mero contacto de sustancias conductoras de diferente tipo”.
En el año 1868 Georges Leclanché inventó la pila seca. En 1780, Luigi Galvani, amigo de Volta y científico como él, afirmó haber producido una corriente eléctrica poniendo en contacto dos metales diferentes con el músculo de una rana. Galvani envió un informe de su descubrimiento a Volta, quien argumentó que el músculo de la rana sólo conducía la corriente, y que ésta era producida por los propios metales. 12
En 1800, Volta, profesor de filosofía natural en la Universidad de Pavía, demostró el funcionamiento de su batería eléctrica, o pila voltaica, consistente en láminas de plata y cinc separadas por ácido sulfúrico diluido, que producía una corriente eléctrica. Al año siguiente Volta repitió la demostración en París delante de Napoleón Bonaparte, quien le nombró conde. Más tarde, la unidad de fuerza electromotriz recibió el nombre de voltio, en su honor. A pesar de lo interesantes que pudieran parecer estos fenómenos, no se encontraba demasiada utilidad a este tipo de dispositivo de almacenamiento. En efecto, para cargarlo se debían utilizar celdas del mismo tipo o celdas primarias (pilas o celdas no reversibles). No nos olvidemos que todavía no se habían inventado las máquinas eléctricas. Otros experimentadores incursionaron en este campo, pero fue un científico francés de 26 años, Gastón Planté, el primero en desarrollar un dispositivo que sentó las bases de la celda de plomo ácido, tal como la conocemos hoy en día. Su batería constaba de nueve celdas conectadas en paralelo, puesto que el énfasis estaba puesto en la obtención de una corriente importante, cosa que hasta ese momento no se había podido lograr con las celdas primarias, que también conocemos como pilas. En el año 1881, el científico francés Faure patenta un proceso para empastar la superficie de las placas con un compuesto de plomo que se transformaba con mucha facilidad en los materiales activos de la batería terminada. Faure aplicó una capa de óxido rojo de plomo a la superficie de placas de plomo puro. Posteriormente enrolló las placas con un separador intermedio de género. Este tipo de celda demostró tener una marcada superioridad en capacidad y tiempo de formación sobre la de Planté. Sin embargo, su punto flojo resultó ser la adherencia del material activo a la placa base de plomo. A partir de estas mejoras sobre los trabajos de Planté, el desarrollo de la batería de plomo-ácido fue muy rápido, debido al menor tiempo requerido para la formación de las placas y, también, es fundamental decirlo, por el desarrollo
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paralelo de las máquinas para generar corriente eléctrica. Como se comentó anteriormente, mientras no existieron máquinas eléctricas, la formación o la carga de una batería era algo muy difícil (se hacía fabricando pilas que luego se descargaban sobre la batería). A principios del siglo XX, la batería de plomo-ácido ya era un producto ampliamente utilizado en muchas aplicaciones, desde tracción hasta iluminación y telefonía. Pero fue su incorporación como elemento indispensable para el arranque de automóviles lo que llevó al crecimiento notable de la industria de fabricación de baterías.
Principio de Funcionamiento El mecanismo que permite la utilización de una batería como una fuente portátil de energía eléctrica es una doble conversión de energía, llevada a cabo mediante el uso de un proceso electro-químico. La primera conversión, energía eléctrica en energía química, tiene lugar durante el proceso de carga. La segunda, energía química en eléctrica, ocurre cuando la batería es descargada. Para que estas conversiones puedan llevarse a cabo se necesitan dos electrodos metálicos inmersos en un medio que los vincule, llamado electrolito. Este conjunto forma una celda de acumulación, cuyo voltaje, en una batería de plomo ácido, excede levemente los 2V, dependiendo de su estado de carga. En el proceso electrolítico cada uno de los electrodos toma una polaridad diferente. La batería tiene entonces un terminal negativo y otro positivo, los que están claramente identificados en la caja de plástico con los símbolos correspondientes (- y +). La batería comercial, para poder ofrecer un voltaje de salida práctico, posee varias de estas celdas conectadas en serie. La Figura muestra la estructura interna y externa de una batería de Pb-ácido para automóvil, donde se observa la conexión en serie de las celdas, las cuales están físicamente separadas por particiones dentro de la caja que las contiene. Cada celda está compuesta de varias placas positivas y negativas, las cuales tienen separadores intermedios.
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Todas las placas de igual polaridad, dentro de una celda, están conectadas en paralelo. El uso de varias placas de igual polaridad permite aumentar la superficie activa de una celda.
Reacciones Químicas El medio electrolítico de una batería de plomo ácido es una determinada concentración de ácido sulfúrico (H2SO4) en agua destilada (H2O), en el que se
hallan inmersos un ánodo de plomo esponjoso (Pb) y un cátodo de dióxido de plomo (PbO2). Cuando el elemento se pone en descarga se produce una corriente a través de cambios químicos en la materia activa, el peróxido de plomo cede el oxígeno y se combina con el ácido sulfúrico para formar sulfato de plomo PbSO4. Al mismo tiempo, el plomo esponjoso también se combina con el ácido para formar sulfato de plomo y el oxígeno del peróxido de plomo se combina con el hidrógeno del ácido sulfúrico para formar agua (H20). Cuando un elemento descargado se recarga, el sulfato de plomo de las placas positivas y negativas se convierte en peróxido de plomo y plomo esponjoso respectivamente
y
la
densidad
del
ácido
aumenta
respectivamente.
Podemos ver estas reacciones de la siguiente forma:
Densidad del Electrolito La densidad específica (también llamada gravedad específica) del ácido sulfúrico puro es de aproximadamente 1.835 kg/dm3 y la del agua 1.000 kg/dm3. El electrolito, esto es, la disolución de ácido sulfúrico en agua, suele estar a razón de 36% de ácido, por lo que, en un elemento completamente cargado, podemos deducir la densidad del electrolito (ρ), es 1,270.
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(Este valor varia de unas baterías a otra y de unos fabricantes a otros). Puesto que durante los procesos de carga y descarga se producen cambios en la proporción de ácido sulfúrico que existe en el electrolito, pues, como hemos visto, los iones sulfato SO4- y los iones de hidrógeno H+ se han combinado con iones de Pb+ de las placas para formar en ellas el sulfato de plomo, podemos deducir el estado de descarga de un elemento de la batería midiendo la densidad del electrolito con un hidrómetro. Hay que tener en cuenta que existe una influencia de la temperatura en el valor de esta medida, valor que hay que tener en cuenta para corregir al alza o a la baja el valor de la densidad obtenido con el hidrómetro. Medir la densidad del electrolito es medir la capacidad de la batería (o su nivel de carga), hemos visto que es necesario corregir este valor en función de la temperatura. Los valores siguientes son típicos para baterías de tracción
Densidad a 30°C
Tensión a 30° c
% de la carda en la
en voltios
batería
1.295
2.14
100
1.280
2.13
90
1.265
2.12
80
1.245
2.10
70
1.230
2.07
60
1.210
2.06
50
1.190
2.05
40
1.165
2.03
30
1.150
2.00
20
1.130
1.99
10
1.110
1.97
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Valores más importantes en una batería Tensión o Voltaje Voltaje Nominal El voltaje nominal de un elemento de plomo ácido, independientemente del número de placas positivas y negativas o de su capacidad, es de 2 V. Este valor se toma habitualmente cuando nos referimos a voltaje de la batería. Por ejemplo, una batería de 36 V. tiene 18 elementos conectados en serie. En la práctica, el voltaje del elemento depende del estado de carga, de la temperatura, de la corriente de carga o descarga y de la edad del elemento.
Voltaje en carga El voltaje de una batería en carga es más alto que el voltaje en circuito abierto, no solamente debido al voltaje opuesto a la batería, sino también a la caída de tensión debida a la resistencia interna, cuando la corriente fluye. Así:
Voltaje en Carga = Voltaje en Circuito Abierto + (Intensidad X Resistencia Interna) Mientras la carga va continuando, la subida de voltaje debida a la resistencia interna aumentará poco al principio, pero a partir de un determinado punto, ésta aumenta rápidamente. Este punto se conoce como el de "gaseo" y es el principio del desprendimiento del oxígeno y del hidrógeno en forma de burbujas de las placas positivas y negativas, respectivamente. Este punto, normalmente corresponde a una tensión de 2,35 a 2,40 V. Al final de la carga, el elemento estará entre los 2,60 y 2,70 V.
Voltaje en descarga El voltaje en descarga es menor que el voltaje en circuito abierto. Hay una caída de voltaje debido a la resistencia interna del mismo elemento. Mientras la batería se descarga, la resistencia aumenta y el voltaje se reduce.
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Capacidad El parámetro más importante a la hora de especificar una batería industrial es la capacidad. También es el más conocido. Sin embargo, y a pesar de ambas razones, el concepto de capacidad no termina de ser bien comprendido y esto lleva a muchas confusiones cuando se comparan productos de diferentes fabricantes. Definamos qué entendemos como capacidad de una batería. En términos sencillos, diremos que es la cantidad de electricidad contenida en ella y que podemos aprovechar para entregar corriente a una carga durante un cierto tiempo. Se la simboliza con la letra “C”.
La unidad que se utiliza en la práctica es el Amperio hora, que se abrevia Ah. 1 Ah = 3600 Coulomb. Esta definición de capacidad y su medición en Ah fue la primera y continúa siendo la más utilizada debido a su practicidad: en la mayoría de las aplicaciones la corriente es el factor importante y sujeto a control. La cantidad de amperios hora de una batería viene indicada con la propia batería y suele venir acompañada de un valor que indica la cantidad de horas en los que la batería puede entregar esa cantidad de amperios, este valor es muy importante en las baterías estacionarias y de ciclo profundo, suele darlo el fabricante como C5, C10, C20, C100,..Que, respectivamente, indicarían: 5 horas, 10 horas, 20 horas, 100 horas. Cuanta más alta es la descarga, menor es la capacidad disponible. Por ejemplo, una batería con una capacidad de 500 Ah. En cinco horas (C5) puede dar 100 A. cada hora. Si la misma batería es descargada a 200 A., solamente suministrará corriente durante dos horas, es decir, tendrá una capacidad de 400 A. en dos horas. La razón de esto es que a altos regímenes, la caída de voltaje es más rápida y, en consecuencia, el voltaje final de carga se consigue más rápidamente.
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En baterías de tracción es típico dar el valor en C5 o C6, en otro tipo de baterías estacionarias como VLA o AGM, como hemos señalado antes, esto es más complejo puesto que hay que determinar un valor mínimo de tensión por celda ya que la batería (grupo de celdas) suele estar conectado como solución de emergencia a un equipo que requiere un mínimo de voltaje para funcionar.
Mediadas utilizadas en las baterías de plomo Acido AH, CCA, CA, y RC son las medidas que nos podemos encontrar cuando leemos las especificaciones de una batería.
AH: Amperios Hora . Como ya hemos visto antes, es una medida muy útil
ya que nos permite hacernos una idea de la capacidad de la batería. Por ejemplo, una batería de 45AH, sería teóricamente capaz de suministrar 45A durante una hora. La capacidad nominal es la capacidad definida en condiciones normalizadas de los tres parámetros básicos de los que ella depende. Estas condiciones están establecidas en varias normas nacionales e internacionales, como las IEC, IEEE, DIN, BS, JIS, etc. Por ejemplo, en la norma IEC 60896, las condiciones normalizadas que se fijan para una batería estacionaria son las siguientes: descarga en 10h hasta 1,8 VPC (Volt por celda) a una temperatura ambiente de 20ºC. En cambio en la norma IEEE 450, las condiciones para el mismo producto son 8h hasta 1,75 VPC a 25ºC. En las baterías monoblock pequeñas, como las NP de Yuasa o las CP de Visión, la descarga se normaliza para un tiempo más largo: 20h.
En los últimos años, sin embargo, cada vez más, la capacidad de las baterías se especifica también en Wh (Wat x hora). Esto se debe a la aparición de los equipos UPS, que mantienen en operación no interrumpida a equipos informáticos. Dado que una UPS debe entregar una determinada potencia, es razonable que la batería que la alimentará también se especifique de esa manera.
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Las descargas en Wh suelen darse para tiempos inferiores a una hora (un valor típico es 15 minutos).
CCA: capacidad de arranque en frío “Cold Cranking Amps” en Inglés. Es la
cantidad de corriente que la batería puede suministrar a -18 ºC, durante 30 segundos
y
sin
bajar
de
7,2v
(para
baterías
de
12
voltios)
Un CCA alto es muy importante en climas fríos.
CA: capacidad de arranque “Cranking Amps” en Inglés. Es la cantidad de
corriente que la batería puede suministrar a 0 ºC, durante 30 segundos y sin bajar de 7,2v.
RC: capacidad de reserva “Reserve Capacity” en Inglés. Es una medida
muy importante, ya que nos indica el tiempo (minutos) que una batería completamente cargada puede suministrar 25A antes de que su voltaje baje de 10,5v.
Ley de Peukert: describe el hecho de que la capacidad de una batería
VARÍA según el ritmo de descarga. Una batería descargada rápidamente, entregará menos amperios hora que otra descargada más lentamente.
Tipos de Baterías de Acido Plomo Las baterías Plomo-Acido pueden subdividirse teniendo en cuenta distintos criterios de selección. Sin intentar cubrir todas las alternativas, los criterios de selección más importantes son:
Por tipo de placas.
Por tipo de aleación.
Por tipo de mantenimiento requerido.
Por tipo de electrolito.
Por el uso.
a.- Por tipo de placas.
Existen dentro de las baterías de Plomo-Acido 3 tipo de placas básicas:
Placas Planas empastadas.
Placas Tubulares. 20
Placas Planté.
b.- Por tipo de aleación.
Aleaciones de Plomo-Antimonio
Aleaciones de Plomo-Selenio
Aleaciones de Plomo-Calcio
c.- Por Tipo de Mantenimiento Requerido
Mantenida: Si es de alto contenido de antimonio.
Bajo mantenimiento: Si es de plomo-selenio.
Libre mantenimiento: Si es de Plomo-Calcio.
Sin atención: Si es sellada.
d.- Por Tipo de Electrolito Existen dentro de las baterías de Plomo-Ácido tres tipos de estados del electrolito, el cual es siempre una solución de ácido sulfúrico diluido en agua destilada. El electrolito puede estar en estado: Líquido. Gelificado. Absorbido.
El electrolito líquido puede tener distintas densidades entre 1.215 gr/cm3. y
1.300 gr/cm3. El valor de densidad está definido por la conjunción de varios factores, pero unos de los más importantes es el volumen del contenedor. Dado que para una cantidad de material activo determinada hace falta una cantidad definida de ácido absoluto, en función del volumen total disponible para el electrolito se definirá la densidad necesaria del mismo. Otros factores que entran en consideración son las temperaturas y el uso.
El electrolito gelificado es uno de los dos sistemas que existen para la
fabricación de baterías selladas. Cabe destacar que una batería es sellada, no por
21
el empleo del electrolito gelificado (el que permite que se realice la recombinación gaseosa), sino por el uso de la aleación de Plomo-Calcio, que dado el bajo nivel de gasificación, permite que se pueda realizar dicha recombinación. El gel se logra a través de la mezcla del electrolito con una sílica amorfa dando como resultado un compuesto de la consistencia de un gel. Las celdas de Gel son similares a las de electrolito absorbido, ya que el electrolito también se encuentra suspendido. Sin embargo, en las baterías de electrolito absorbido el electrolito sigue siendo líquido. Por el contrario, el electrolito de una batería de Gel, tiene un aditivo de sílice (desecante) que hace que el electrolito se solidifique. Los voltajes de carga para las baterías de Gel, son algo menores que para el resto de las baterías de plomo-ácido y además son muy sensibles a la sobrecarga. Si no se utiliza el cargador adecuado, la capacidad de la batería se reducirá significativamente y el fallo prematuro está asegurado. Estas baterías son ideales para llegar a una profundidad de descarga muy alta y tienen una duración algo mayor en climas calurosos.
El electrolito absorbido es el otro sistema existente para la fabricación de
las baterías selladas. En este caso, el electrolito esta absorbido por el separador, el cual está compuesto por una fibra de vidrio microporosa que mantiene suspendido
el
electrolito,
y
permite
la
recombinación
gaseosa.
En realidad, las baterías de electrolito absorbido son una variante de las baterías VRLA selladas (Valve Regulated Lead Acid – plomo ácido regulado por válvula). Se consigue la mayor eficiencia si se carga la batería antes de llegar a una profundidad de descarga del 50%.
e.- Según su uso En este tipo de clasificación tendremos: Baterías de arranque destinadas al arranque de motores. Baterías de tracción para entregar energía utilizada directamente para dar movimiento a un equipo, como ser una carretilla eléctrica, una locomotora de minas, un carro de golf, etc. 22
Baterías para energía solar y eólica. Almacenan energía eléctrica como resultado de la transformación de la energía solar o eólica. Baterías estacionarias para usos en comunicaciones, señalamientos, alarmas, iluminación, accionamiento, etc. Baterías para U.P.S. para altas corrientes instantáneas o descargas menores de 60 minutos.
Clasificación según su régimen de descarga Básicamente, hay dos tipos de baterías: de arranque y de descarga profunda (ésta última también denominada de ciclo profundo). Las baterías de arranque están diseñadas para entregar grandes cantidades de energía en muy poco tiempo. Las placas son más finas pero hay más cantidad, además tienen una composición química ligeramente diferente. Estas baterías no admiten una gran descarga y por lo tanto deberíamos mantenerlas siempre con el máximo de carga. Las baterías de descarga profunda, no pueden suministrar tanta energía instantánea como las de arranque, pero son capaces de aguantar descargas de mucha mayor duración. Este es el caso de las baterías de tracción utilizadas en maquinaria de manutención como carretillas, elevadores, etc.,.. Y las baterías estacionarias. Una batería para uso estacionario es la que se mantiene permanentemente cargada mediante un rectificador auto-regulado. Este rectificador puede, también, alimentar a un consumo, como en el caso de las centrales telefónicas, o a otro equipo de conversión de energía, como en el caso de las UPS (el equipo en cuestión es el inversor que alimenta al consumo). En los sistemas de iluminación de emergencia, en cambio, el rectificador solo alimenta a la batería. En cualquier caso, lo importante es que la batería se descarga con muy poca frecuencia y el rectificador debe recargarla, luego de una descarga, y mantenerla perfectamente cargada, compensando la auto-descarga interna. Estas baterías han sido especialmente diseñadas para operar en ciclado de profundidad superior a 50%. No se debe utilizar una batería de propósitos 23
generales cuando los ciclos son profundos (por ejemplo, en un carro de golf). Las baterías de ciclo profundo poseen placas reforzadas para evitar su agotamiento prematuro y poder soportar mejor la exigencia del ciclado. Las baterías conocidas como “de doble propósito”, no son más que un
compromiso entre las de arranque y las de descarga profunda, teniendo peores características que las específicamente diseñadas para una de las dos funciones.
Vida útil de la Batería La Sulfatación Un 80% de las baterías fallan prematuramente debido a la sulfatación. Las causas que provocan la sulfatación son inherentes a las baterías de plomo-ácido como la carga y la descarga, pero también hay otras causas que la aceleran aun más:
Las baterías no se usan durante largos períodos de tiempo.
Las baterías se almacenan sin una carga de flotación permanente.
Utilización de las baterías en aplicaciones para las que no fueron diseñadas. Baterías de arranque para aplicaciones de descarga profunda y viceversa.
Interrumpir prematuramente el proceso de carga la batería. Si cargamos una batería al 90%, el 10% restante del material no reactivado sufrirá la sulfatación.
Las altas temperaturas incrementan la autodescarga de las baterías.
Niveles incorrectos de carga y de voltaje de carga.
La sulfatación es una reacción electroquímica que se produce cuando se descarga una batería. Durante el uso normal o en el almacenamiento, el ácido sulfúrico de una batería está activo entre las placas. Esta reacción genera energía en forma de corriente eléctrica que. Transforma la composición química del ácido que está en contacto con las placas de plomo, formando un residuo sólido (sulfato de plomo). Por último, la pérdida de ácido sulfúrico reduce la gravedad específica del electrolito, que se transforma en agua. Durante el período de descarga, el ácido sulfúrico en estado líquido pasa a formar parte de las placas en forma de
24
sulfato de plomo en estado sólido bajando la lectura de la densidad del electrolito. Sin embargo, después de usar la batería durante un tiempo, los ciclos de carga transformarán los residuos cristalinos sólidos en líquido de nuevo, pero no permite que el sulfato de plomo se transforme en su totalidad. Algunos se mantendrán fijos en las placas o caerán hacia el fondo de la batería. Esto se llama de estratificación. La sulfatación reduce la concentración del electrolito y, en consecuencia, el voltaje de la célula también se reduce. A medida que la sulfatación aumenta también aumenta la resistencia interna y se produce un marcado aumento en la temperatura. Esas temperaturas más altas aumentarán también la pérdida de agua por evaporación. Todos estos procesos culminan en un fallo prematuro de la batería. La continua acumulación de sulfato acelera el proceso de debilitamiento y finalmente "sofoca" la batería. Se puede evitar la pérdida de rendimiento en sus baterías. Nuestros productos y procedimientos regeneran las baterías sulfatadas y evitan la sulfatación, manteniendo siempre sus baterías con la mayor capacidad y durante muchos años, si su batería ya ha perdido su capacidad debido a este problema, en nuestros centros REGENBAT le aplicaremos nuestro proceso de de sulfatación y la restauraremos a su capacidad original.
Proceso de Fabricación de una Batería de Plomo Acido El proceso de fabricación de Batería de plomo acido empieza desde la obtención de la materia prima, pasando por la elaboración de la rejillas de plomo, el “empastado” con una mezcal química de estas rejillas, el proceso de curado de
las mismas, el ensobrado y la formación de las celdas generadas de energía, el sellado térmico, la colocación de los bordes, la inyección de acido, hasta llegar finalmente al proceso de carga
25
DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PROCESO DE FABRICACION DE BATERIAS DE PLOMO-ACIDO PLOMO-CALSIO
OXIDO DE PLOMO + ACIDO
REJILLA
PASTA
EMPASTADO
CURADO
ENSOBRADO
FORMACION DE CELDA
COLOCACION DE CELDAS
SELLADO TERMICO
COLOCACION DE BORNES
INYECCION DE ACIDO
PROCESO DE CARGA
BATERIA TERMINADA
26
ELABORACION DE REJILLA La
materia
El proceso de obtención de las rejillas
prima
empieza cuando so coloca las barras de
básicamente está formada por
Plomo (Pb) en Estaño (Sn) solido en un
barras de Plomo (Pb), del cual
horno de fundición, en el cual las barras
un porcentaje es importado y el
se someten a altas temperaturas hasta
resto es nacional. El Plomo (Pb)
llevar a estado liquido, desde el horno a
que se usa es generalmente una
través de una bomba se traslada el Plomo
aleación
(Ca),
(Pb) hacia las maquinas rejilladoras. Cada
Antimonio (Sb) o Plata (Ag)
máquina genera rejillas diferentes de
según la calidad de batería a
diferentes dimensiones y pesos (según el
fabricar
tipo de baterías que se fabrica)
con
Calcio
ELABORACION DE LA PASTA La
materia
prima
para
la
elaboración de la pasta se encuentra
Las barras de Plomo (Pb)
conformada por Plomo (Pb) puro en
colocadas en un horno que encuentran a
barra, solución de Acido Sulfúrico
una temperatura superior de 500 °c, en
(H2SO4) y Agua destilada (H2O)
este horno el Plomo (Pb) se encuentra
La pasta se obtiene cuando se
en estado liquido, de este lugar es
mezcla Oxido de plomo (PbO),
bombeado el plomo en pequeñas barras
Acido Sulfúrico (H2SO4) y Agua
cilíndricas de 1cm de altura por 1cm de
destilada (H2O). EL Oxido de
diámetro, del revolver las barras son
plomo (PbO) se lo obtiene de la
transportadas hacia el molino del cual se
siguiente manera:
obtiene el Oxido de plomo (PbO)
puro son
El Oxido de plomo (PbO) es trasladado hacia la tolva mescladora en la cual se agrega
Acido Sulfúrico (H2SO4) y Agua destilada (H2O) en porcentajes ya
“secretados” por el controlador, una vez lista la pasta, esta se vacía sobre la tolva de
empastado. 27
PROCESO DE PEGADO DE LA PASTA
PROCESO DE EMPASTADO
Las rejillas son aplicadas de manera
El proceso de empastado se
vertical en una banda transportadora
divide en dos sub-procesos, el primero
es
el
PROCESO
(Banda 1), que se acciona por el motor
DE
MB1.Por Medio de una maquina llamada
PEGADO DE LA PASTA en las
“Grid Picker” se instala de manera unitria
rejillas y el segundo de SECADO DE
cada una de las rejillas hacia una segunda
LAS REJILLAS YA EMPASTADAS
banda transportadora, que se acciona por el motor MB2, en donde su posicion
A
través
de
la
banda
2
cambia a horizontal. El “Grid Picker” es
se
accionado por medio del motor MGP, el
transportan las rejillas hacia la tolva de
empastado
encuentra
en
donde
cual es de velocidad varible, es decir, que
se
este determina la cantidad de rejillas que
la pasta que es
pasan a la banda 2; entonces la velocidad
mezclada uniformemente por unos
del motor es proporcional a la cantidad de
agitadores internos en la tova. La
rejillas que pasan por esta banda
pasta desciende hasta un rodillo que
transportadora
se encuentra en la parte inferior de la tolva; este compacta la pasta en la rejilla a través del contacto con esta. Luego que pasa por la tolva, las empastadas
(placas)
Además en la entrada de la tolva
son
transportadas hacia el horno de
de
empastado
existen
dos
secado
“microswich”. El primero es para que
detecte si hay o no presencia de rejillas para ser empastadas, y el segundo es para detectar si hay rejillas a la vez para que sea empastada. En el momento en que se acciona cualquiera de las dos, estos envían una señal de error hacia el panel operador del proceso 28
PROCESO DE Secado
Los indicadores de presión, existen son
los siguientes: uno para la presión
transportadas, por medio de una banda
del gas en la tubería principal del
transportadora que es accionada por el
sistema
motor MBH, esta banda pasa a través del
combustible, otro para medir la caída
horno de secado el cual posee un sistema
de la presión en la tubería de gas
de combustión a gas (GLP) en el cual se
piloto.
controla la temperatura y la presión.
indicador de presión en la cámara de
Las
rejillas
empastadas
de
suministro
También
presenta
de
un
combustión y por último, un indicador
Para la temperatura existen tres
de presión en el horno.
controladores digitales, ubicados en el panel de mando, uno para el límite máximo de temperatura al interior del horno, otro para el control del lazo cerrado de la temperatura en el interior del horno y
PROCESO DE CURADO
por ultimo un indicador de temperatura en el interior de la cámara de combustión
Se llama así al proceso en el cual se somete a determinados
Cierta
cantidad
de
valores de temperaturas y humedad
placas,
procedentes de la empastadora, son
a las placas procedentes del proceso
colocadas en un lugar llamado “Cuarto
de empastado, esto permite una
de Curado”,
mayor adherencia de la pasta a la
en este lugar empieza el
rejilla, este proceso consistes
proceso que consiste en dos partes:
básicamente en lo siguiente:
Primera Parte: las placas son sometidas a
Segunda Parte: las placas son
valores altos de humedad y temperatura
retiradas del cuarto de curado,
durante 18 aproximadamente (varía según el
luego, son almacenadas hasta el
tipo de placas)
momento en que sea trasladadas hacia
Los valores de humedad y temperatura disminuyen,
este
proceso
el
encuentran
dura
ensobradoras
aproximadamente 5 horas 29
lugar las
donde
se
maquinas
PROCESO DE ENSOBRADO
El material utilizado para la fabricación de
Las placas provenientes del
los sobres es polietileno, con lo cual se
cuarto de curado son trasladados
elimina el riesgo de posibles cortocircuitos
hacia las maquinas ensobradoras,
y mejoran la conductividad eléctrica.
las cuales se encargan de fabricar el
A la salida de la ensobrara existe una
“sobre” en el que va la placa,
banda que se encarga de aplicar de diez en
además de colocar dichas placas en
diez las placas ya ensobradas, para que de
el interior de este.
esta manera queden listas para el siguiente proceso
Proceso de formación y colocación de celdas Estas maquinas se encargan de
Para este proceso existen dos líneas
soldar las placas (formar las celdas),
de producción, cada línea posee su respectiva
maquina
agregarles un terminal de salida a
totalmente
las celdas y dejarlas listas para ser
automatizada llamadas “cangrejo” y
colocadas
“pulpo respectivamente, el proceso
provenientes
de
maquinas
cajas.
La
manera manual a la salida del
las
“pulpo” y el “cangrejo
ensobradoras (en grupo de diez) en las
las
colocación en las cajas se realiza de
inicia cuando el operador coloca las placas
en
anteriormente
nombrada.
PROCESO DE SELLADO Y COLOCACION DE BORNES. Las cajas provenientes del proceso anterior son llevadas hacia unas maquinas que se encargan de soldar las celdas y sellas la tapa que cubre y protege la caja, todo este proceso se lo realiza a altas temperaturas
30
Proceso de Inyección de Acido
Luego las cajas ya selladas son trasladadas, por medio de una banda
Una
vez
selladas
transportadora,
hacia
donde
se
respectivos bornes, las baterías son
encuentran
los
operadores
trasladadas hacia el cuarto de
encargados de colocar bornes, este
colocación de acido de acido en
proceso se lo realiza a través de la
donde
colocación de un molde en cuyo
automatizada, la cual detecta la
interior se coloca el plomo derretido
presencia de las baterías para
y de esta manera se forman los
empezar el proceso de inyección de
bornes en la batería
acido en cantidades previamente
existe
y
una
con
sus
maquina
ajustadas por el operado, estas
Proceso de carga y control del
cantidades de ajuste dependen del
Producto Final
tipo de batería a la que se va a
Las
baterías
provenienentes
semi del
cuarto
listas
inyectar Acido Sulfúrico (H2SO4)
de
colocación de acido, son colocada Todas las líneas de carga (voltaje,
en las líneas de carga (120 en total),
tiempo de carga y amperios-horas),
cada línea de carga tiene capacidad
desde el computador ubicado en el
para quince (15) baterías del mismo
cuarto de carga; en dicho cuarto se
tipo, para que la carga sea uniforme.
encuentra el control de todas las líneas
31
Cuando
las
líneas
de
carga
completen el tiempo de carga de sus valores “seteados”, las baterías son
llevadas por el personal de cuadrilla
Cabe indicar que en todos los
hacia una banda transportadora que
procesos mencionados existe un
las lleva a través un cuarto de
registro de control de calidad
limpieza donde se las lava con agua, luego pasan hacia el cuarto de control de producto final donde se realiza un control estadístico y de calidad de la cantidad de baterías producidas
Cálculos Previos Pb(s)+PbO2(S)+SO-24(ac)+ PbSO
PbSO4(S)
Reducción Medio Acido Oxidación Pb(s)+SO-24(ac)
PbSO4(S) + 2e-
Reducción 4H+ (ac) + PbO2(S) +SO-24(ac) + 2e-
PbSO4(S)+2H2O ()
4H+ (ac)+ Pb(s) + PbO2(S) +2SO-24(ac) + 2e-
2PbSO4(S)+2H2O ()
E° celda= E°reduccion- E°oxidacion E°celda= 1,685v + 0,356 v = 2,041 v
32
ΔG°=-n* f*E° ΔG°= -2mol.e-*96500
1 −
* 2,041
ΔG°= -393913
La creación del electrolito en una batería requiere de mediadas exactas de la materia prima, es necesario agregar cantidades de soluto como de solvente una vez experimentadas para que se den reacciones proyectadas Se calcula la concentración de Acido Sulfúrico (H 2SO4) de una batería cuya figura es de paralelepípedo, con medidas de 19 cm por 25 cm y de altura de 15cm Calculo del volumen de la batería V= Área x H V= 475 cm2 x 15 cm= 7125 cm3 V= 7125 cm3= 7125 ml x
1 1000
=
7,125
Se tiene 65 % de H 2O y 35 % de H2SO4, se calcula el volumen de soluto y volumen del solvente presente en la disolución V/v = 65% de agua V/v = 35 % de H 2SO4 7,125 ste Vste= ____________ =0,109 65 Sol
7,125 ste _____________ Vste= =0,203 35 Sol
33
Para determinar el número de moles del soluto como los del solvente, se tiene lo siguiente: 35 g de H2SO4 P.M (H2SO4) H= 2 X 1= 2 / S= 1X32= 32 / O=4X4=16 / Total= 50 / Nsto = 35 g sto x
1 50
=0,7
65g de H2O P.M (H2O) H= 1X2= 2 / O= 1X16= 16 / Total= 18 / Nsto = 65 s sto x
1 18
=3,611
Ahora se calcula el volumen final de la disolución a partir del soluto y el solvente = V (H 2O) + V (H2SO4) = 0,109
+ 0,203
= 0,312
34
A continuación se procede a calcular las concentraciones finales del soluto como del solvente partiendo de la ecuación CixVi= CfxVf Donde se despeja para hallar la concentración final (Cf) del soluto como del solvente (H2O)=
(H2SO4)=
0,7 0,109 7,125
= 0,0107
3,611 0,203 7,125
35
= 0,1028
Conclusión Las componentes de la batería como el calcio, el plomo, el ácido sulfúrico y el estaño de plomo tienen un alto uso en la metalurgia, la medicina, la electrónica entre otros. La batería acido plomo es aplicada en la industria automovilística y la aviación. En su proceso de fabricación cabe agregar que se necesita tomar medidas de seguridad por las siguientes razones: 1) Los electrodos se componen de plomo y por ellos son tóxicos y el contenido del ácido sulfúrico es muy corrosivo es por ellos que se recomienda precaución a la hora de manipular la batería. Una batería rota como consecuencia de un accidente solo debería ser manejada por personal calificado. 2) El electrolito (ácido sulfúrico) es altamente tóxico para el ambiente. Por eso solo en un taller se debe desechar la batería ya este intacta o dañada. 3) En lugares cerrados estas baterías pueden soltar gases tóxicos y explosivos por eso se recomienda manipular en lugares cerrados. Ventajas:
Asequible y fácil de fabricar
Capacidad de altas descargas
La tecnología es fiable, conocida y es duradera
Desventajas:
Baja densidad de energía
Es dañina para el medio ambiente
No permite carga rápida la carga dura entre 8 y 16 horas.
36
Bibliografía https://www.google.co.ve/ http://www.xtec.cat/~gjimene2/llicencia/students/bscw.gmd.de_bscw_bscw.cgi_d40 324887-2_____propiedades.html http://www.xtec.cat/~gjimene2/llicencia/students/bscw.gmd.de_bscw_bscw.cgi_d40 324848-2_____propiedades.html https://www.ecured.cu/%C3%93xido_de_plomo http://elementos.org.es/estano https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_plomo_(II) https://es.wikipedia.org/wiki/Calcio#Aplicaciones https://es.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%B1o#Usos http://www.mma.gob.cl/retc/1279/article-43805.html http://www.acidosysolventes.com/acido-sulfurico.shtml http://ssfe.itorizaba.edu.mx/ntec13/webext/secure/hoja/RTK%20COMPLETO/MSD S%20SULFATO%20DE%20PLOMO%20RTK.pdf http://www.regenbat.com/tipos-regenbat-regeneracion-baterias.php http://biblioteca.saludcapital.gov.co/img_upload/57c59a889ca266ee6533c26f970c b14a/Oxido_de_Plomo.pdf Escuela superior Politécnica del Litoral Facultad de Ingeniería en Electricidad y Computación Automatización del proceso de empastado de las rejillas para la fabricación de Batería de Plomo-Acido Pág.: 20, 21,22.23, 24, 26, 31, 32, 33, 34, 35 y 3
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Anexos Partes De Una Batería
Batería Descargada
Batería Cargada
38
Detalles de Construcción de una Batería para Automotor
Esquema Interno de una Batería Variación de Voltaje de una batería
39
Arquitectura Interna de Una Batería
Placas Sulfatadas
Parcialmente Sulfatada
Rejilla de Plomo (Pb) para la Fabricación de la Batería
Sin Sulfatación
Vista Frontal de las Rejillas Una Vez Empastada
40
