Proporcionalidad del electrolito

El procedimiento anterior (ver post anterior a este) requiere: un termómetro, un densímetro y recipientes graduados. Ahora se presentará otro procedimiento mediante el cual se puede preparar el electrolito en forma más simple: se funda en la proporcionalidad entre el ácido sulfúrico y el agua destilada.

En el gráfico de la figura 64 se indica la proporción que hay entre una parte del ácido sulfúrico y las que deben mezclarse de agua destilada, para preparar cualquiera de las densidades usualmente empleadas en los electrolitos de las baterías de acumuladores. Este gráfico se refiere a la proporcionalidad en volumen, es decir, que si tomamos uno de ácido sulfúrico, para obtener una densidad de 1300, deberemos mezclarlo con 2,5 volúmnes de agua destilada: señalo con una A el punto de coincidencia sobre la curva.

Otro ejemplo: Supongamos que se desea obtener una densidad de 1260, ¿cuántos volúmenes de agua destilada deben mezclarse con uno de de ácido sulfúrico? Tracemos una linea de 1260 hasta la curva: señalemos el punto B, desde el cual trazamos una perpendicular y hallamos el punto 3, que indica el número de volúmenes de agua que hay que mezclar.

Otro ejemplo: Densidad 1175 (punto C de la curva); ¿cuántos volúmenes de agua necesitan mezclarse con uno de ácido sulfúrico?

Estos volúmenes son una cantidad libre de elección, con tal que sea la misma, tanto para medir el ácido como el agua. Puede ser un litro, o una medida cualquiera.

Los valores que se obtienen de las densidades se refieren a las que tendrá el electrolito cuando se haya enfriado a la temperatura del ambiente (unos 20 grados Celsius); en consecuencia no es necesario hacer ninguna corrección en las lecturas, desde el momento en que se parte de la base que no se emplea ningún densímetro.

En vez de buscar la proporcionalidad de agua destilada y ácido, en volúmenes, también puede operarse pesando estos dos elementos: mediante el diagrama de la figura 65 se puede preparar un electrolito de la densidad que se necesite. Supongamos que se desea 1300 de densidad. Trazaremos desde este punto de la escala vertical una línea de puntos, hasta encontrar la curva (punto A), y desde allí una perpendicular que encuentre la escala colocada al pie, que indica las partes de agua destilada, en peso: vemos que la intercepta casi en el punto 1,5; supongamos que sea 1,45. Sí, por ejemplo, hemos tomado 1 kilogramo (100 gramos) de ácido sulfúrico, debemos mezclarlo con: 1000 x 1,45 = 1450 gramos de agua.

Otro ejemplo: Si se desea obtener una densidad de 1160, vemos que se debería mezclar, una parte, en peso de ácido sulfúrico, con tres de agua. Por lo tanto, si se tomasen 500 gramos de ácido, deberían utilizarse: 3 x 500 = 1500 gramos de agua.

Todos los procedimientos de preparar electrolito deben manipularse siguiendo las normas indicadas, recordando siempre, como base fundamental: no verter nunca el agua en el ácido, sino al revés, el ácido en el agua.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958
 

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Preparación del electrolito

La forma mas racional consiste en utilizar un densímetro y un termómetro. La operación debe realizarse ajustándose rigurosamente a las normas siguientes:

1) Midanse cinco porciones de agua destilada en volumen, y coloquense en una vasija de tierra, cristal o plomo; todo otro cuerpo debe ser desechado.

2) Midas, aparte, en otra vasija, dos porciones, en volumen, de ácido sulfúrico puro (densidad 1,835).

3) Verter muy despacio el ácido sulfúrico en el agua, cuidando de que el electrolito que se está formando haya el densímetro y un termómetro. ¡Atención!: nunca verter el agua en el ácido sulfúrico porque inevitablemente, produciría violentas salpicaduras que pueden dañar gravemente al operador.

4) Mientras se vaya vertiendo el ácido en el agua, debe removerse el electrolito con una varilla de vidrio, a fin de que la mezcla sea bien homogénea.

5) Cuando se haya efectuado toda la mezcla, observe la lectura del termómetro y del densímetro, siendo necesario para obtener el valor correcto de la densidad, efectuar la correción indicada en la corrección de lectura.

6) Una vez mezcladas las dos partes de ácido sulfúrico con las cinco de agua, hay algo más de 7 volúmenes; este efecto es debido a la dilatación, o aumento de volumen, que ha experimentado el electrolito por la temperatura desarrollada.

7) Tape el recipiente hasta que el electrolito se haya enfriado, como mínimo, a una temperatura de 30 oC.

 

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958
 

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Electrolito

Es el líquido que llena las baterías: en él están sumergidas las placas de cada elemento (celda). Se compone exclusivamente de ácido sulfúrico (Fórmula química: SO₄H₂) y agua destilada H₂O, en la proporción de dos partes de ácido y cinco de agua, es decir que si se trata de preparar 7 litros de electrolito, se mezclarán 2 litros de ácido sulfúrico y cinco litros de agua destilada.

Tabla de pesos específicos y grados Beaume:

El agua destilada pesa 1000 gramos el decímetro cúbico (el litro); en cambio el ácido sulfúrico puro pesa 1835 gramos. Ahora bien, lo que pesa una substancia por decímetro cúbico se denomina su densidad, o peso específico; en consecuencia diremos que la densidad del agua es 1 y la del ácido sulfúrico 1,835. Al mezclar ácido sulfúrico y agua en la proporción de 2 a 5 la densidad que resulta está comprendida entre 1280 a 1300 si se efectúa a una temperatura de 20 grados centígrados.

Electrolito químicamente puro es el que está formado de agua destilada y ácido sulfúrico puro, dentro del grado de pureza admisible para usos industriales, sin tener ninguna otra sustancia en disolución.

Observación muy importante.- No debe confundirse el electrolito químicamente puro con ácido sulfúrico puro, pues la densidad del primero es 1300, mientras que el segundo es de 1835; si la confusión llegase al punto de verter ácido puro en las células (celdas) de un acumulador, este se estropearía totalmente.

Ácido sulfúrico puro es el que tiene una densidad de 1835. Aunque solo tiene 96% de ácido, y algo de agua disuelta, absorbida de la humedad atmosférica, se lo considera puro desde el punto de vista de su uso comercial: es el que se emplea en la industria y en la preparación del electrolito de los acumuladores eléctricos.

Al ácido sulfúrico puro (comercial) no debe confundirse, pues, con el ácido sulfúrico químicamente puro, que no contiene agua en disolución y cuya densidad es de 1842. Tal vez sería mejor denominar ácido sulfúrico concentrado al ácido comercial (densidad = 1835), pues así podríamos especificar mejor las condiciones del ácido. En efecto puede muy bien tenerse ácido sulfúrico concentrado y no ser puro (por tener disuelta algunas partículas de cuerpos extraños), y, asimismo, podemos tener un electrolito formado de ácido sulfúrico puro y agua destilada, con lo cual el ácido ya no será concentrado (densidad = 1835).

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958
 

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El Electrolito: conocimientos previos

El líquido que llena las baterías de acumuladores está formado de ácido sulfúrico (fórmula química:  SO₄H₂)y agua destilada (H₂O), en proporciones bien definidas. Esta mezcla se denomina electrolito.

El ácido sulfúrico.- Aunque en la naturaleza existen manantiales, son de tan poca importancia que se recurre a fabricarlo industrialmente (1) en cantidades asombrosas (2). Es un líquido incoloro e inodoro. Algo viscoso. Puro tiene una densidad de 1,842 a la temperatura de 20 oC, se congela a 10 grados bajo cero y hierve a 338 oC.

El ácido sulfúrico comercial no es puro, pues contiene solamente el 96% de ácido. Hierve a 338 oC y se solidifica a 34 oC bajo cero. Este ácido comercial tiene un tinte amarillento debido a que absorbe del aire partículas de numerosos cuerpos, que las quema, quedando las cenizas disuletas, dándole esa tonalidad que le es peculiar.

Las características del ácido sulfúrico son las siguientes:

a) Muy ávido del agua. Llega a aborber hasta 15 veces su volumen. Esta es la causa de que carbonice los cuerpos que la contienen. De ahí el peligro de fuertes quemaduras que ocasiona al apoderarse del agua que contienen los tejidos orgánicos.

b) Ataca los metales, especialmente el Zinc, cobre etc., desprendiendo hidrógeno (H) abundantemente.

c) En contacto con el hielo produce dos efectos bien distintos: si hay exceso de ácido, produce un gran desprendimiento de calor. En cambio si es el hielo el que está en exceso, entonces produce frio:

4  partes de SO₄H₂  + 1 parte de hielo, dan + 90  grados

1      "      "       "      + 1    "      "     "        "    - 20  grados

d) Carboniza todos los cuerpos que toca y que poseen agua. Tales como el azucar, celulosa, y, en general, todas las sustancias orgánicas. Quema la ropa, ataca los recipientes metálicos y produce dolorosas quemaduras al tocar la piel.

e) Mezclado con agua  produce un gran desprendimiento de calor, abruptamente. Esta es la causa de que al prepararse electrolito tenga que verterse el ácido en el agua, y nunca el agua en el ácido, pues ello provoca la proyección del ácido sulfúrico al ponerse el agua en ebullición, ocasionando quemaduras graves, pudiendo producir la ceguera si el ácido toca los ojos.

El agua destilada.- Mezclada con ácido sulfúrico forma el electrolito de los acumuladores eléctricos.

Puesto que el ácido sulfúrico ataca a los cuerpos, es necesario que el agua empleada para peparar el electrolito sea pura, sin residuos metálicos ni de otras sustancias: tiene que ser agua destilada. Es necesario aclarar que el agua destilada no es agua hervida, como muchos creen, pues de lo que se trata es que el agua sea pura, libre de toda clase de impurezas, y el agua hervida las conserva. Me refiero, evidentemente a las sustancias químicas disueltas, tales como partículas de hierro, cloro, etc., que perturban las reacciones químicas de las baterías eléctricas. El agua, cuando hierve, desprende vapor, que es agua pura, quedando en el recipiente todas las sustancias que tiene disueltas, pues estas no son elevadas por el vapor de agua. Por lo tanto, como el agua de lluvia es vapor condensado, es indudable que sirve admirablemente para utilizarse en las baterías eléctricas, siempre que sea recogida en recipientes no metálicos, tales como una lona, vasijas de barro, vidrio, etc., es por esto que no debe emplearse el agua de lluvia reunida en casas con techo de chapas de zinc, pero es muy buena si el techo es de tejas.

Las estaciones de servicio y los talleres que se dedican a la carga de acumuladores, reciben el agua destilada en grandes recipientes de vidrio. En caso de urgencia, puede adquirirse en las faramacias (cuando se viaja en auto y es necesario añadir agua a la batería).

El agua destilada tiene las siguientes características:

a) Es incolora, inodora e insípida, totalmente transparente.

b) Hierve a 100 oC a la presión atmosférica de 760 mm. y se congela a los cero grados.

c) Su densidad es igual a la unidad. Por consiguiente, un litro (1000 cm. cúbicos) pesa 1000 gramos, es decir, 1 kilogramo.

Fuente: La literatura se obtuvo del libro: Tratado Práctico de ACUMULADORES ELÉCTRICOS del Ing. Agustín Riu. Año de edición 1958

Saludos amigos.