Как правильно измерять плотность электролита ареометром
Владельцы необслуживаемых автомобильных аккумуляторов ограничены в возможностях продления их срока службы – например, в случае неправильной эксплуатации или в результате естественного старения. Со старыми обслуживаемыми АКБ это возможно – если контролировать его важнейшие показатели и корректировать их. К числу таких показателей относится плотность электролита, которая может уменьшаться или увеличиваться в зависимости от целого ряда факторов. Без контроля плотности невозможно говорить о максимальном продлении срока службы батареи. А для этого необходимо иметь в наличии и уметь пользоваться специальным прибором – ареометром.
Что такое ареометр
Многие автомобилисты, когда речь заходит о плотности, довольно слабо себе представляют, что это такое. Встречаются даже такие, которые полагают, что этот показатель связан с электрическими характеристиками электролита. На самом деле это очень известная со школьного курса физики величина, указывающая, сколько весит единица объёма вещества, жидкости или твёрдого материала. В нашем случае речь идёт об измерении массы единицы объёма электролита.
Зачем это нужно? Дело в том, что эта жидкость с выраженными электрохимическими свойствами представляет собой смесь из дистиллированной воды и серной кислоты. При этом она не является постоянной величиной – из-за протекания электрохимических процессов при зарядке или разрядке батареи количество и кислоты, и воды, может изменяться. В частности, кислота вступает в реакцию со свинцовыми пластинами с образованием сульфата свинца, из-за чего концентрация кислоты уменьшается, а вода при интенсивной зарядке может разлагаться на кислород и водород, и тогда плотность жидкости взрастает.
Поскольку плотность воды известна и является почти круглой цифрой (0,997 г/см 3 ), то по значению плотности электролита в целом можно судить о долевой части воды и кислоты. Так, стандартным значением для заряженного аккумулятора считается значение 1,26-1,28 г/см 3 , и это значит, что в растворе на 1 часть воды приходится 1,27 частей кислоты.
Впрочем, интерпретация плотности электролита не так уж и важна. Нужно просто понимать, что если её значение выше нормы – электролит следует разбавить дистиллированной водой, в противном случае – кислотой.
Показания плотности электролита аккумулятора измеряются ареометром. Принцип действия этого прибора крайне прост и основан на применении закона Архимеда. Помните? При погружении тела в воду на него действует противоположная по направления сила, равная весу жидкости, вытесненной этим телом.
Таким образом, при опускании ареометра в жидкость можно определить её плотность по тому, на какую величину этот прибор погрузится в раствор.
Отметим, что существует немало разновидностей ареометров, ориентированных на измерение плотности конкретных жидкостей:
- спиртометр измеряет процентное содержание этанола или крепость напитка;
- лактометр измеряет процент жира в молоке;
- солемер измеряет процентное содержание растворённых солей, а продвинутые модели – даже их химический состав;
- сахаромер, как нетрудно догадаться, используется для измерения доли сахара в растворе;
- денсиметр – именно так называется разновидность, предназначенная для измерения плотности электролита, хотя обычно употребляется термин «ареометр».
Конструкция ареометра для измерения плотности электролита
Поскольку нас интересует электролит, рассмотрим, как устроен и работает ареометр для автомобильного аккумулятора.
Его конструкция предельно проста:
- трубка или колба из стекла или прозрачного пластика;
- пипетка;
- резиновая груша;
- собственно ареометр.
На один конец колбы одевается пипетка для забора электролита, изготовленная из резины (чтобы не повредить сепараторы и пластины в банке), внутрь помещается ареометра, а сверху одевается груша, с помощью которой в колбу закачивается жидкость из батареи. Сам ареометр представляет собой стеклянную запаянную с двух сторон стеклянную колбу с нижней широкой и верхней узкой частью. Внизу устанавливается балластный груз из металла или другого материала, вверху наносится шкала, настроенная таким образом, чтобы показывать плотность электролита.
Как пользоваться грушей ареометра, мы расскажем чуть позже, упомянув, что разновидностей автомобильных ареометров тоже немало, но все они используют одинаковый принцип, основанный на законе Архимеда – стеклянная колба погружается в электролит, а по шкале можно отследить, какой плотности соответствует это погружение.
Техника безопасности при работе с автомобильным ареометром
Приступая к измерению плотности электролитической жидкости, не забывайте, что она представляет собой разбавленную соляную кислоту – химически агрессивную жидкость, способную нанести сильнейшие ожоги при попадании на незащищённые участки кожи.
Поэтому при работе с ареометром необходимо придерживаться соответствующих мер безопасности:
- надеть резиновый фартук;
- защитить руки резиновыми перчатками;
- работать только в защитных очках.
Попадание кислоты в глаза может привести к потере зрения!
Зимой проверять ареометром плотность электролита аккумулятора необходимо в отапливаемом помещении.
Если электролит попал на незащищённую кожу или в глаза, нужно немедленно промыть поражённые участки проточной водой, причём процедура должна длиться не менее 15 минут. После этого следует приготовить водный раствор соды (на 200 мл. чайная ложка соды) или использовать мыльную воду для нанесения на обожжённые участки кожи – таким образом вы максимально нейтрализуете действие кислоты щелочным раствором.
После этого следует вызвать скорую помощь или, если есть возможность, добраться до ближайшей больницы самостоятельно для оказания последующей медицинской помощи.
Как проверить плотность электролита аккумулятора ареометром
Перед тем, как измерять плотность аккумулятора с помощью ареометра, нужно соблюсти несколько важных требований – от этого будет зависеть точность измерений:
- АКБ должна быть полностью заряженной;
- после зарядки необходимо выждать несколько часов и только после этого приступать к процедуре;
- полученные показания ареометра нужно подкорректировать, исходя из температуры электролита: точными они будут, если температура жидкости составляет 27ºС, при понижении или повышении на 6 градусов следует отнимать или приплюсовывать 0,004 единицы плотности;
- перед откручиванием пробок тщательно протрите корпус батареи от загрязнений, чтобы они не попали в электролит – это может сильно уменьшить ресурс аккумулятора.
А теперь рассмотрим алгоритм, как пользоваться ареометром для аккумулятора, он несложен даже для новичков:
- собираем ареометр, присоединив снизу пипетку и разместив в колбе денсиметр;
- опускаем пипетку поочерёдно в каждую из банок, надеваем на другой конец колбу в сжатом состоянии, отпускаем её, засасывая электролит в трубку;
- набирать жидкость нужно так, чтобы ареометр свободно плавал и при этом не упирался верхней частью в грушу;
- после того, как прибор погрузится в электролит на определённую глубину, ждём несколько секунд, чтобы он успокоился (перестал колебаться в вертикальной оси), и замеряем показания на шкале ареометра в точке её пересечения с жидкостью.
Шкала у ареометра может быть проградуирована разными способами. Чаще всего это цифры, измеряемые в г/см 3 , но иногда встречаются и шкалы, размеченные в кг/м 3 , и тогда полученное значение нужно просто разделить на 1000, чтобы получить привычное, встречающееся в литературе значение.
Мы уже отмечали, что для исправного заряженного АКБ нормальным значением плотности электролита является 1.27 г/см 3 . Если оно выше – значит, в растворе слишком высокая концентрация более тяжёлой серной кислоты, и тогда её нужно разбавить дистиллированной водой (продаётся в аптеках). Если наоборот – увеличиваем плотность, добавляя кислоту. Есть и другой способ – приобрести готовый электролит и залить его, предварительно изъяв такое же количество разбавленного раствора кислоты.
Некоторые разновидности совмещают в себе несколько шкал и позволяют определять таким ареометром не только плотность аккумулятора, но и, например, показатель плотности тосола. Это может пригодится в северных регионах страны, поскольку по плотности антифриза можно вычислить температуру его замерзания (кристаллизации), а в условиях сильных морозов знать характеристики тосола чрезвычайно важно.
После использования тщательно промойте ареометр, желательно несколько раз и по возможности – дистиллированной водой. Так вы сможете продлить жизнь прибора.
Напоследок – несколько рекомендаций, как правильно пользоваться аккумуляторным ареометром:
- не пренебрегайте соблюдением правил техники безопасности. Известно немало случаев, когда неаккуратное обращение с электролитом заканчивалось химическими ожогами, а если электролит попадёт на одежду – её можно будет выбрасывать;
- при закачивании электролита в колбу делайте это очень осторожно, стараясь, что ареометр не соприкоснулся со стенками стеклянного корпуса. Иначе он может прилипнуть к стенкам, что исказит показания прибора;
- осторожность следует проявлять и при измерении плотности тосола – некоторые производители включают в его состав ядовитое вещество этиленгликоль вместо пропиленгликоля.
Знание правил, как пользоваться ареометром для АКБ, позволит вам производить подобные замеры самостоятельно, без посещения автосервисов, где эта процедура платная. И если вы будете делать это регулярно, при необходимости корректируя значение плотности электролита, можете быть уверенными – ваша аккумуляторная батарея прослужит вам не меньше заявленного производителем срока.
Советы как пользоваться ареометром для аккумулятора
Измерение плотности электролита в аккумуляторе является неотъемлемой частью ухода за конструкцией. Для того, чтобы периодически производить эту проверку используется специальные методы и приборы. Однако в этом случае важно многое учесть.
Для того, чтобы удостовериться в плотности электролита в аккумуляторе необходимо использовать прибор, который называется ареометр. В некоторых случаях его называют денсиметр, но это понятие не достаточно точное.
Большинство ареометров состоит из следующих частей:
- Стеклянная трубка
- Поплавок — пикнометр
- Специальная резиновая груша, для взятия пробы жидкости
- Эрганомичный наконечник
Следует помнить, что во время проверки плотности электролита, ареометр должен находиться в состоянии покоя, не касаясь стеклянных стенок, поэтому держать его необходимо вертикально перед лицом.
Инструкция: как правильно проверить плотность
- Первым делом начать нужно со сборки самого прибора. Поплавок помещается в стеклянную колбу, с одной стороны которой надевается груша, а с другой наконечник и пробка.
- Далее следует набрать жидкость в колбу. Сжать грушу, постепенно ослабляя хватку. Результатом должен стать спокойно плавающий в жидкости в вертикальном положении поплавок.
- Считать значение по шкале, в том месте, где прибор соприкасается с жидкостью.
- Конечным пунктом станет обязательная промывка устройства. Это не позволит ошибаться показаниям при дальнейшей эксплуатации прибора.
Нельзя игнорировать меры осторожности в обращении с электролитом, так как серная кислота опасна для здоровья!
Принцип работы: определение отношения массы жидкости к объему поплавка-пикнометра
Плотность электролита, в качестве которого используется раствор серной кислоты, в АКБ измеряется в г/см3. Она зависит от концентрации самого раствора, а также от степени заряда аккумулятора, так как при разрядке батареи некоторое количество серной кислоты перемещается в пластины и плотность снизится.
По этой причине плотность АКБ необходимо измерять при температуре около 25 °С и с полным зарядом аккумулятора. В новой заряженной батарее она должна составлять 1.28±0.01 г/см3. В зависимости от климата и сезона, показания могут меняться. Нормативные показатели плотности кислот и щелочей, используемые в качестве электролита, составляют от 1,22 до 1,29 г/см3 при температуре от 20 до 30 °С.
По мере разрядки аккумулятора плотность будет снижать показания. При разряде АКБ в половину показательно плотности будет около 1.20±0.01 г/см3. При полной разрядки плотность составит не более, чем 1.10±0.01 г/см3.
Плотность снижает показатели на 0,01 г/см3 от нормы, когда аккумулятор разряжен на 5 процентов. Частая подзарядка может навредить работе устройства, поэтому нормализовать плотность жидкости можно при помощи дистиллированной воды.
Одной из разновидностей ареометра для автомобилистов является прибор с набором поплавков разной массы и с идентичным объемом в стеклянном сосуде. Каждый из них оснащен одной меткой. Принцип этого механизма в том, что поплавок с наиболее близким значением всплывет, когда как остальные утонут.
Важно! При стабильной завышенной плотности электролита срок жизни АКБ укорачивается.
Особенности и точность измерений
При считывании показателей с ареометра, следует учитывать небольшую особенность. Более точный показатель показан не в точке соприкосновения воды и поплавка, а с мениска. Так называется нижняя часть искривление поверхности жидкости. Показатели списывать следует именно с этой нижней части, таким образом информация будет более достоверна.
Недостатки устройства:
- В некоторой степени большое количество жидкости, которая подвергается измерению
- Шкала нелинейна
- Небольшой интервал величин, которые измеряются, ограничивается начальным участком шкалы.
- Наружная поверхность цилиндрического поплавка подвержена загрязнению
- Капиллярные характеристики жидкостей различны, что неблагоприятно сказывается на результат проверки.
Если показания для желательной температуры по измерения плотности электролита не соблюдаются необходимо произвести расчеты ссылаясь на следующие данные:
| «>Температура измеряемого вещества, °C | «>-10°С | «>10°С | «>30°С | «>Величина поправки для электролита, г/см куб. | «>-0,025 | «>-0,007 | «>0,007 | ||||||||
