Quale ruolo gioca l'acido in una batteria al piombo acido allagata?
In una batteria al piombo acido allagata, l'acido solforico (H₂SO₄) è l'elettrolita: non è solo un conduttore, ma un reattivo attivo nella chimica di carica e scarica.
Reazione di scarica (semplificata)
PbO₂ (catodo) + Pb (anodo) + 2 H₂SO₄ → 2 PbSO₄ + 2 H₂O
- L'acido fornisce ioni SO₄²⁻ che si combinano con entrambe le piastre per formare solfato di piombo.
- Il peso specifico scende da ~1.280 (carica) a ~1.100 (scarica) man mano che l'acido diventa acqua.
Reazione di carica (inversa)
2 PbSO₄ + 2 H₂O → PbO₂ + Pb + 2 H₂SO₄
- La corrente di carica costringe il solfato a tornare in soluzione, rigenerando l'acido.
- Il peso specifico sale: l'idrometro legge direttamente lo stato di carica.
I tre ruoli fondamentali dell'acido
- Conduttore ionico: H⁺ e SO₄²⁻ trasportano la corrente tra le piastre.
- Reattivo: consumato in scarica, rigenerato in carica — partecipante stechiometrico.
- Indicatore di densità: la misura del SG indica lo stato di carica con precisione (a differenza della tensione sotto carico).
Implicazioni di manutenzione
- Perdita di acqua: l'elettrolisi sopra i 2,4 V/cella scompone H₂O → H₂ + O₂. Raboccare solo con acqua distillata — mai aggiungere acido, salvo fuoriuscite.
- Stratificazione: l'acido, più pesante, si deposita sul fondo se la batteria non viene ciclicata → utilizzo non uniforme delle piastre. Una carica di equalizzazione (15,5–16 V) mensile la rimescola.
- Congelamento: l'elettrolita scarico (SG 1,10) gela a −16 °C (3 °F) → rottura del contenitore. Carico (SG 1,28) gela a −60 °C (−76 °F).
- Corrosione: i vapori acido attaccano i morsetti → applicare grasso dielettrico o vaselina.
Sicurezza
- Indossare occhiali, guanti in nitrile, grembiule.
- Neutralizzare le fuoriuscite: bicarbonato di sodio (NaHCO₃) + acqua.
- Ventilare — l'idrogeno è esplosivo al 4% di concentrazione.
In sintesi: l'acido solforico è il fluido di lavoro: conduttore, reattivo e indicatore di carica, tutto in uno.