المركم الرصاصي (بطارية السيارة) Lead Storage Batteries
- المركم الرصاصي هو بطارية مكونة من خلايا فولتية متصلة ببعضها البعض . يشيع استخدامه كبطّارية للسيارات إذ يولّد فرقًا في الجهد قدره 12V
- يتكوّن المركم الرصاصي من ألواح رصاصية شبكية كما هو موضّح في الشكل التالي:
- وتُملأ هذه الألواح تبادليًّا أحدها بالرصاص الإسفنجي (Pb) ويمثّل الأنود ، والآخر بعجينة من ثاني أكسيد الرصاص (PbO2) ويمثّل الكاثود.
- ويغمر هذه الألواح محلول حمض كبريتيك مخفّف يعمل كسائل موصل للتيار الكهربائي (إلكتروليت) .
أولاً/ تفاعلات التفريغ
- حيث تعمل الخلية كخلية جلفانية.
تُكتب أنصاف التفاعلات كالتالي:
عند جمع معادلتي تفاعل الأكسدة والاختزال جمعًا جبريًّا نحصل على التفاعل النهائي للخليّة:
توضّح هذه المعادلة أنّ كبريتات الرصاص تتكوّن عند إغلاق الدائرة الخارجية للخليّة وتتراكم على الألواح ببطء فيقلّ تركيز حمض الكبريتيك وهذا ما يُسمّى عمليّة التفريغ .
ثانياً/ تفاعلات الشحن
- تعمل الخلية كخلية تحليلية
يحدث التفاعل العكسي عند إعادة شحن المركم الرصاصي عن طريق دوران مولّد التيّار الكهربائي الموجود في السيارة مما يؤدي إلي:
(1) تحول كبريتات الرصاص إلى رصاص عند الآنود وثاني أكسيد الرصاص عند الكاثود.
(2) يعود تركيز الحمض إلى ماكان عليه
هذا التفاعل غير تلقائي ويتطلّب مرور تيّار كهربائي مستمرّ عبر خلايا المركم في عكس اتجاه التيّار الذي يمرّ أثناء عملية التفريغ .
- من الناحية النظرية ، يمكن تفريغ المركم الرصاصي وإعادة شحنه لعدد لا نهائي من المرّات ولكنّ عمره من الناحية العملية ، محدود ويرجع ذلك إلى ترسّب كميات صغيرة من كبريتات الرصاص في قاعه.
كيف يمكنك التعرف على أن بطارية السيارة مشحونة أو غير مشحونة؟
يتم التعرف على حالة البطارية بقياس كثافة الحمض بواسطة جهاز مقياس كثافة السوائل (الهيدروميتر) ويتم ذلك كالتالي:
(1) إذا كانت كثافة الحمض 1.28 - 1.3 جم/سم3 كانت البطارية مشحونة.
(2) إذا كانت كثافة الحمض أقل من 1.2 جم/سم3 كانت البطارية غير مشحونة وتحتاج إلى إعادة شحن.
السؤال : لماذا تقل شدة التيار المستمد من المركم الرصاصي عند استعماله لمدة طويلة ؟
بسبب :
(1) ترسّب كميات صغيرة من كبريتات الرصاص في قاعه.
(2) إستنفاد ثاني أكسيد الرصاص مما يسلتزم إعادة شحن المركم مرة أخرى.
(3) استخدام البطارية لمدة طويلة يؤدي إلى ضعف كمية التيار الكهربي الناتج منها بسبب تحول كل من مادة أقطاب الأنود (pb) ومادة أقطاب الكاثود (pbO2) والحمض إلى كبريتات رصاص وماء فينتقص تركيز حمض الكبريتيك فيها بسبب زيادة الماء.