فيديو السؤال: تحديد بطاريات الرصاص الحمضية التي تحتاج إلى إعادة الشحن باستخدام قيم الكثافة النسبية لحمض الكبريتيك الكيمياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

يستخدم الميكانيكي مقياس كثافة السوائل لفحص الكثافة النسبية لحمض الكبريتيك في بطاريات الرصاص الحمضية لخمس سيارات مختلفة. يوضح الجدول الآتي النتائج. أي بطارية أو بطاريات تحتاج إلى إعادة الشحن؟ أ: البطارية ثلاثة فقط. ب: البطارية خمسة فقط. ج: البطاريتان اثنان، وخمسة. د: البطارية واحد فقط. هـ: البطاريتان ثلاثة، وأربعة.

أولًا، مقياس كثافة السوائل هو أداة تستخدم لقياس الكثافة النسبية لسائل أو محلول. وهناك مصطلح آخر للكثافة النسبية هو الجاذبية النوعية. والكثافة النسبية هي نسبة كثافة سائل أو محلول إلى كثافة الماء النقي عند درجة حرارة وضغط محددين.

في هذه المسألة، لدينا قياسات الكثافة النسبية لحمض الكبريتيك في بطاريات الرصاص الحمضية لخمس سيارات مختلفة. عندما تنخفض الكثافة النسبية لحمض الكبريتيك في البطارية عن قيمة معينة، يعرف الميكانيكي أن الوقت قد حان لإعادة شحن البطارية. دعونا نفرغ بعض المساحة لمناقشة سبب حدوث ذلك.

تصنف بطارية الرصاص الحمضية للسيارة على أنها خلية جلفانية ثانوية. وهي نوع من الخلايا الكهروكيميائية يمكن أن تعمل بوصفها خلية جلفانية وخلية إلكتروليتية على حد سواء حسب العمليات التي تحدث. عند مصعد الخلية الجلفانية، تحدث أكسدة لفلز الرصاص. يستهلك هذا التفاعل حمض الكبريتيك، أو ‪H2SO4‬‏ المائي. عند مهبط الخلية الجلفانية، يحدث اختزال لأكسيد الرصاص الرباعي. يستهلك هذا التفاعل أيضًا حمض الكبريتيك. ويصاحب انخفاض تركيز حمض الكبريتيك في الخلية انخفاض الكثافة النسبية أيضًا.

تستخدم تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث في الخلية الجلفانية في تشغيل جهاز خارجي، ويشار إلى هذه العملية باسم التفريغ. يمكن إعادة تكوين حمض الكبريتيك المستهلك أثناء التفريغ عن طريق إعادة شحن البطارية. لإعادة شحن البطارية، يستخدم شاحن بطارية خارجي. أثناء إعادة الشحن، تعمل بطارية الرصاص الحمضية بوصفها خلية إلكتروليتية.

يمكننا أن نرى هنا أن أحد نواتج تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث أثناء إعادة الشحن هو حمض الكبريتيك. إذن، كيف يعرف الميكانيكيون أن البطارية بحاجة إلى إعادة الشحن؟ إذا انخفضت الكثافة النسبية لحمض الكبريتيك في البطارية إلى أقل من 1.20 جرام لكل سنتيمتر مكعب، فهذا يعني أنه حان الوقت لإعادة شحن البطارية. يمكننا ملاحظة أن الكثافة النسبية أقل من هذه القيمة في البطاريتين ثلاثة وأربعة. ومن ثم، تحتاج البطاريتان ثلاثة وأربعة إلى إعادة الشحن.

إذن، بناء على قيم الكثافة النسبية المعطاة لحمض الكبريتيك، فإن البطاريتين اللتين تحتاجان إلى إعادة الشحن هما البطاريتان ثلاثة وأربعة، أو الخيار هـ.