Электролит это щелочь или кислота: » -13153—877-02. , » (. 19.02.2002) /

Применение электролитов » Primelab | Производство лабораторного и аналитического оборудования

Основные свойства

Обычная вода и многие другие вещества не способны проводить ток. Растворы становятся токопроводимыми, только если вещества могут распадаться на ионы. В отличие от металлов электролиты называют проводниками второго порядка. Ими могут выступать некоторые кристаллы и расплавы, например иодид серебра, диоксид циркония.

Основным свойством электролитов является возможность электролитической диссоциации, представляющей собой процесс распада молекул при взаимодействии с водой, другими растворителями. В результате распада появляются заряженные ионы.

В зависимости от типа образующихся ионов различают такие электролиты: 

• щелочные,
• кислотные,
• солевые.

В щелочных электропроводимость обеспечивается ионами ОН и металлов. В кислотных – ионами Н+, а также остатками оснований кислот. Процесс диссоциации зависит от таких факторов: 

• концентрации веществ,
• выбора растворителя,
• температуры.

• растворимые соли,
• сильные кислоты,
• щелочи.

Если говорить об аккумуляторах, то для них важна плотность токопроводящих сред. Она определяет емкость батарей и срок их службы.

Возможности для применения

В основном применение электролитов распространено в промышленности. С их помощью изготавливают источники тока разного назначения. Это могут быть автомобильные аккумуляторы и различные виды батарей. Для них используются щелочные вещества, проводящие ток.

Аналитическая практика предполагает использование ионометров и рН-метров, которые заполнены солевыми веществами, проводящими ток. Приборы применяют для измерения кислотности среды, концентрации определенных веществ.

Если говорить об электрохимической индустрии, то многие растворы для гальванирования металлов создаются на основе веществ, способных к диссоциации. Также они применяются в биологии и медицине. Многие диагностические методы построены на анализе кислотно-щелочного и водно-солевого балансов. Применение электролитов довольно разнообразно, как и их составы.

К достоинствам аккумуляторов, построенных на щелочных веществах, способных к диссоциации, относят: 

• длительный срок службы;
• надежность;
• меньшее количество токсичных веществ, выделяемых в процессе работы;
• возможность использования в широком температурном диапазоне;
• неприхотливость;
• меньшая масса в сравнении с кислотными.

Если говорить об автомобильной индустрии, в ней являются востребованными кислотные аккумуляторы. К их непосредственным преимуществам относятся: 

• простое и отработанное обслуживание;
• низкий саморазряд;
• приемлемая стоимость;
• способность давать высокий ток при старте.

Основные меры предосторожности

Все популярные вещества, способные проводить ток, созданы на основе щелочи или серной кислоты. Они могут стать причиной ожога, поэтому при обращении с ними важно предпринимать меры предосторожности. Среди правил обращения с такими опасными веществами главными являются следующие: 

• наличие в помещении нейтрализующих веществ, воды, аптечки;
• для нейтрализации кислотного ожога необходим раствор соды, используется одна чайная ложка на стакан воды;
• для нейтрализации щелочных ожогов применяется раствор борной кислоты, берется чайная ложка на стакан воды;
• если агрессивное вещество попало в глаза, для его нейтрализации применяются растворы в два раза слабее;
• если произошел ожог, сначала используется нейтрализующее вещество, а потом вода.

Важно при работе соблюдать все правила техники безопасности, чтобы избежать ожогов. Основные из них: 

• кислоту необходимо наливать в воду и ни в коем случае не наоборот;
• при работе с твердой щелочью ее необходимо опускать в воду при помощи щипцов;
• хранение в одном помещении или работа одновременно с кислотными и щелочными веществами запрещена.

Если при выполнении работ предполагается кипение вещества, оно будет сопровождаться выделением взрывоопасного и горючего газа – водорода. Соответственно, в помещении необходимо предусмотреть его отвод, взрывобезопасную проводку, защитить все электроприборы.

Хранение опасных веществ организовывают в пластиковых емкостях. Для работы с ними подходит фарфоровая, керамическая и стеклянная посуда.

Технологические конкурсы UP GREAT

В проекте «Движение будущего» при поддержке организаторов Технологических конкурсов Up Great мы рассказываем о главных тенденциях в разработке новых видов транспорта.

Какие бывают топливные элементы? Почему в них используют другоценные металлы и как удешевить конструкцию? Объясняет кандидат химических наук Екатерина Герасимова.

Топливные элементы — это электрохимические источники энергии, которые преобразуют энергию химической реакции в электрическую. На реакции водорода с кислородом, в результате которой получается вода, можно объяснить примерный принцип работы топливного элемента. В обычной реакции водорода с кислородом у вас происходит прямое столкновение реагирующих молекул с образованием продуктов реакции. В топливном элементе же эта реакция разделена на две полуреакции, которые разнесены в пространстве. Есть один электрод, на котором окисляется восстановитель, и второй электрод, на котором восстанавливается окислитель. Отличие топливных элементов от первичных и вторичных источников энергии, таких как батарейки или аккумуляторы, в том, что в первичных и вторичных источниках энергии реакция происходит с материалом самого электрода. В топливном элементе реагирующие вещества подаются извне. Топливный элемент работает, пока подаются окислитель и восстановитель. В обычных батарейках и аккумуляторах существует предел, когда электроды полностью расходуются. В аккумуляторах есть возможность заряда — провести обратную реакцию и восстановить материал электрода. Редокс-батареи сходны с топливными элементами тем, что окислитель и восстановитель подаются извне, но они тоже претерпевают изменения и расходуются; соответственно, нужно затратить энергию, чтобы вернуть их в исходное состояние.

Что касается устройства топливных элементов, с батарейками и аккумуляторами их роднит то, что у них есть два электрода, между ними электролит. На одном электроде, который называется «анод», происходит окисление топлива. На втором электроде, который называется «катод», происходит восстановление окислителя. Два электрода разделены между собой либо раствором, либо мембраной таким образом, чтобы окислитель и восстановитель не смешивались между собой. Все это упаковывается в ячейки, позволяющие осуществлять подвод и окислителя, и восстановителя и снимать ток.

Топливные элементы можно по-разному классифицировать — например, по типу электролита. От того, какой проводимостью обладает электролит, будет зависеть, какие окислители и восстановители можно использовать.

Существует пять основных типов топливных элементов. Прежде всего, щелочные, в которых электролитом является щелочь, также расплавные карбонатные топливные элементы, в которых электролит — расплав карбонатов калия, натрия, помещенных в пористую керамическую матрицу. В фосфорнокислых топливных элементах электролитом является раствор кислоты. Два основных типа топливных элементов с твердым электролитом — это топливные элементы с полимерным электролитом и твердооксидные топливные элементы.

Все эти типы топливных элементов различаются по температуре работы. Например, самые высокотемпературные — твердооксидные топливные элементы. В них в качестве электролита используется оксидный материал, который приобретает проводимость по анионам кислорода только при высоких температурах, составляющих от 700 до 1000 °C. Следующим типом топливных элементов, работающих при более низкой температуре, являются расплавные карбонатные топливные элементы, которые работают при температурах 500–600 °C. В высокотемпературных топливных элементах в качестве топлива кроме чистого водорода возможно использовать реформинговый водород, и в структуру таких топливных элементов обычно входит реформер, в котором, допустим, из метана производится водород.

Топливные элементы, работающие при более низкой температуре, 100–200 °C, — это щелочные и фосфорнокислые. В них в качестве электролита используются растворы соответственно кислот и щелочи. Щелочные топливные элементы наиболее дешевы в изготовлении, однако обладают существенным недостатком, потому что щелочь очень чувствительна к присутствию CO₂ в газах и в окружающей среде. Образующиеся при этом карбонаты забивают электрод и существенно снижают проводимость электролита. Фосфорнокислые топливные элементы не имеют такой проблемы, то есть к CO

В топливных элементах, работающих при температурах до 100 °C, возможно использование полимерных электролитов. Это приводит к существенному упрощению топливного элемента и к уменьшению веса конструкции всего топливного элемента. Наиболее изучены топливные элементы с протон-проводящей мембраной. В качестве катализатора в таких топливных элементах используется платина или ее сплав, которые существенно удорожают сам топливный элемент. Однако низкие температуры работы — от 0 до 80 °C — и легкость конструкции позволяют применять такие топливные элементы не только в стационарных источниках энергии, но и в мобильных: автомобилях, летательных аппаратах, зарядных станциях для бытовой техники.

На данный момент внедрение топливных элементов в мобильные источники энергии затрудняется тем, что у нас отсутствует инфраструктура, то есть заправка водородом, заправочные станции. Кроме того, нет высококвалифицированных специалистов, которые требуются для обслуживания таких энергоустановок. Не является большой проблемой сделать автомобиль, работающий на топливных элементах, но качественно обслуживать его некому, поэтому на данный момент серийных моделей практически не существует.

В настоящее время перспективными являются низкотемпературные топливные элементы, ведется борьба за минимальное использование драгоценных металлов в качестве катализаторов процессов. Например, многие страны поставили себе цели достичь эффективной работы катализатора при загрузке платины ниже 0,1 миллиграмма на квадратный сантиметр, что является достаточно сложным, потому что количество катализатора на электродах влияет не только на то, с какой эффективностью работает топливный элемент, но и на то, сколько он будет работать. Возможно, уменьшение количества драгоценных металлов скажется существенно на ресурсе работы таких топливных элементов.

Источник: ПостНаука

как сделать для щелочных аккумуляторов

На сегодняшний день рынок аккумуляторных батарей предлагает автолюбителям массу различных вариантов аккумуляторов. Главный критерий, по которому выбираются батареи – долгий срок службы электролита внутри. Можно приобрести сухозаряженные АКБ и потом сделать электролит самостоятельно, либо купить уже готовый вариант, залитый в заводских условиях. После покупки обслуживание можно делать либо своими руками, либо в специальных сервисах. Поэтому важно знать, как готовить электролит своими руками , чтобы в случае необходимости вы были вооружены к самостоятельному обслуживанию АКБ.

Подготовка к процессу

Перед тем как начинать приготовление электролита, нужно подготовить все необходимые для этого вещи. Вам потребуются такие элементы процесса:

• Специальная эбонитовая или керамическая посуда, объемом не менее 4 литров. Важно, чтобы посуда была стойкая к кислоте.
• Инструмент для размешивания щелочных материалов. Так как делать это вы будете своими руками, то инструмент также должен тоже быть кислотоустойчивым.
• Дистиллированная вода.
• Ареометр.
• Серная кислота. Обязательно требуется использовать специальную аккумуляторную серную кислоту.

Приготовление сопровождается соблюдением техники безопасности, вам потребуются:

• Резиновые перчатки.
• Халат или плотный фартук.
• Защитные очки для глаз.
• Нашатырная и борная кислота.

Только имея все необходимое, допускается своими руками готовить электролит.

Приготовление жидкости для АКБ

По правилам техники безопасности, сделать электролит можно будет только после того, как выполняющий все операции человек будет должным образом защищен всеми доступными средствами защиты. Перед тем как приступать к делу, еще раз в голове прокрутите последовательность действий, чтобы ничего не перепутать, проверьте под рукой ли ареометр.

Итак, начинать нужно с промывки всей используемой посуды дистиллированной водой, а после этого посуда обязательно должна высохнуть. Также нужно сказать, что между приготовлением электролита с нуля и доливкой в аккумулятор есть существенная разница. Когда у вас ареометр показал упавшую плотность в АКБ, то вы должны долить внутрь только воды, ни в коем случае не кислоты. Когда же вы готовите электролит с нуля, то в емкость сперва наливается вода, а потом кислота. Эти два момента ни в коем случае нельзя путать – это крайне важно для того, чтобы правильно приготовить электролит своими руками.

Все дело в том, что серная кислота продается концентрированная, из расчета на емкость стандартных видов аккумуляторов. При соприкосновении с водой начинается химическая реакция, при этом если перепутать ингредиенты, то реакция начнет сопровождаться всплесками и значительным увеличением температуры. Во время изготовления жидкость нужно помешивать с помощью кислотоустойчивой палочки.

Критерии изготовления

При готовке электролита для щелочных аккумуляторов, нужно в руководстве по эксплуатации обязательно посмотреть рекомендуемое значение плотности. В большинстве случаев плотность привязывается к +25°С – это позволит исключить вероятность замерзания и повреждения аккумулятора вследствие этого. Если же у вас температура отлична от этого показателя, то используя ареометр, вам своими руками нужно будет увеличить плотность. Это делается в пропорции 0.035 единиц на 5 градусов. Соответственно, если температура ниже, то плотность понижается по такому же принципу. Также обязательно для щелочных аккумуляторов нужно измерить изначальную плотность серной кислоты. В концентрированном варианте она равна 1.83 г/см³, если вы покупаете готовый электролит, то плотность 1.43 г/см³.

Приготовление щелочного электролита — Справочник химика 21

    Щелочной электролит готовится путем растворения солей в чистой воде или конденсате. При приготовлении из двуххлористого олова вначале получается осадок 5п (ОН)2, который [c.175]

    Элемент собран в пластмассовом корпусе. Нижняя часть корпуса заполнена активной массой отрицательного электрода, представляющей собой амальгамированный цинковый порошок, смешанный с загустителем. Последний содержит щелочной электролит и крахмал. Над цинковым электродом расположена пастовая диафрагма, состоящая из щелочного электролита, загущенного крахмалом и пшеничной мукой. При изменении влажности воздуха такая паста не должна ни высыхать, ни намокать. При намокании пасты раствор будет проникать в поры положительного электрода, снижая его работоспособность. Электролит, используемый для приготовления пасты, представляет собой концентрированный раствор едкого кали, насыщенный окисью цинка и содержащий небольшое количество хромовых солей. [c.23]

    Для приготовления щелочного электролита следует налить в сосуд дистиллированную воду и доливать щелочь небольшими порциями, тщательно перемешивая электролит железной или стеклянной палочкой. Флакон со ще.ючью следует открывать осторожно, не применяя больших усилий. Перед тем как открыть флакон, пробка которого залита парафином, следует предварительно прогреть горло флакона теплыми тряпками. [c.279]

    Электролитическое рафинирование. Электролитическое рафинирование галлия ведется из щелочного электролита электролиз в кислой среде дает меньший выход по току. Анодом служит расплавленный галлий, к которому подводится постоянный ток с помощью платинового контакта. Катодом служит либо нержавеющая сталь, либо расплавленный галлий, уже прошедший электролитическое рафинирование. Для приготовления электролита готовится 15—20%-ный раствор чистейшего едкого натра в дважды дистиллированной воде. Для изготовления самой ванны наиболее подходящим материалом являются полимеры, например винипласт, так как кварц и стекло разрушаются щелочью и вносят примеси в электролит. Электролиз ведется при температуре 60° С. Напряжение на ванне 6 в, катодная и анодная плотность тока 0,1—0,3 а см , выход по току 90%. [c.163]

    Прн приготовлении электролита, как кислотного, так и щелочного, имеет место разогревание. Наливать в аккумуляторы горячий электролит нельзя, надо дать ему остыть до комнатной температуры. В аккумулятор наливают электролит через воронку в таком количестве, чтобы уровень раствора был по крайней мере на 10—12 мм выще пластин. О высоте этого уровня можно судить, опуская в отверстие для пробки узкую стеклянную трубку. Закрыв верхний конец трубки пальцем, трубку осторожно вынимают и отмечают высоту уровня жидкости в ней. Затем отверстие в крышке аккумулятора плотно закрывают. [c.404]

    Корректируют щелочные оловянные электролиты в основном оловом и едким натром (в соответствии с данными анализа), которые рекомендуется вводить как можно чаще, небольшими порциями. Олово добавляется в виде отдельно приготовленного раствора станната натрия. Количество свободной щелочи, вводимой в электролит вместе с оловом, должно соответствовать содержанию свободной щелочи в электролите. Рекомендуется также ежедневно добавлять 1—2 Пл 10-процентного раствора перекиси водорода и воды, чтобы доводить электролит в ванне до требуемого уровня. [c.267]

    Электролитический способ снятия олова с жестяных отходов получил наиболее широкое применение, особенно в небольших установках при консервных заводах для переработки обрезков белой жести (до 30% производства банок). В кислых растворах железо на аноде растворяется вместе с оловом этого можно почти полностью избежать, если ввести в раствор серной кислоты сильный окислитель, например, хромовый ангидрид, тогда можно получать довольно чистое олово иа катоде с плотностью тока до 1000 а м однако кислый электролит требует частой корректировки, приготовление его сложно, аппаратура должна быть кислотостойкой. Повсеместное применение получили щелочные электролиты, позволяющие анодно растворять только олово и пассивировать железо. [c.225]

    Для приготовления солей Os целесообразно использовать электролиз. Осмий довольно легко переходит в раствор при анодной обработке в щелочной среде с выходом по току 45—50 %. По данным [134], при анодном растворении осмия в 5 и. КОН выход металла по току при плотности тока 1—5 А/дм достигает 96— 98 %, считая на восьмивалентные ионы металла. В электролите, содержащем 4—20 г/л соли осмия (в пересчете на металл) и 10—50 г/л КОН, получены блестящие, хорошо сцепленные с основой осадки толщиной 0,3—0,5 мкм. Несколько большей толщины покрытия осаждали из хлоридного электролита состава (г/л)  [c.200]

    После выдержки в течение 10—12 ч смесь отстаивается, образовавшийся верхний слой водного раствора сливается, а оставшееся сульфированное масло нейтрализуется раствором каустической соды до щелочной реакции и вводится в электролит для кадмирования. Приготовленный электролит подвергают анализу и по его данным корректируют, добавляя необходимые количества цианистого натрия, сульфата натрия, окиси кадмия. [c.60]

    Однако большая часть осадков заметно растворяется в электролите. Это происходит, например, при выделении меди из азотнокислого раствора, цинка из щелочного раствора и т. д. Тогда следует выключать ток только после промывания электрода. Для этого, не выключая тока, медленно поднимают штатив с электродами, тщательно обмывая поверхность электродов струей воды из промывалки. При этом концы электродов должны быть погружены в раствор и амперметр должен показывать наличие тока в цепи. После того как почти вся поверхность электродов промыта, их быстро вынимают из электролита и немедленно погружают в заранее приготовленный стакан с чистой водой. Только теперь можно выключить ток, промыть электроды спиртом и высушить. [c.208]

    Приготовление электролита производится в посуде, химически устойчивой к щелочам. Обычно для этой цели применяются ви-нипластовые баки. Стеклянная посуда нежелательна, так как соединения кремния переходят из стекла в щелочные растворы в виде силиката калия, изменяя общее содержание соединений кремния в растворе. Силикат калия влияет на скорость кристаллизации окиси цинка из пересыщенного цинкатного раствора при разряде элемента малыми плоскостями тока, предотвращая появление внутренних замыканий. Однако силикат калия снижает стабильность э. д. с. и напряжения ртутно-цинковых элементов, поэтому его присутствие недопустимо в электролите ЭЩ-28. [c.293]

    Конструкция серебряно-цинковых аккумуляторов существенно отличается от конструкции обычных щелочных или кислотных аккумуляторов. В серебряно-цинковых аккумуляторах положительные пластины изготовляются из чистого, тем или иным способом приготовленного серебра, а отрицательные— из окиси цинка в смеси с порошком металлического цинка. Положительные пластины отделены от отрицательных несколькими слоями гидратцеллюлозной пленки, применение которой обусловлено тем, что через нее, с одной стороны, хорошо диффундирует электролит, а с другой стороны, она препятствует миграции коллоидных частиц окислов серебра от положительного электрода к отрицательному и про- [c.143]

    С целью снижения скорости коррозии цинка в щелочном электролите цинк амальгамируется ртутью путем добавления к цинковому порошку желтой окиси ртути. Приготовление смеси этих компонентов проводится в лопастных смесителях, футерованных некорродирующими и пеамальгамирующимися материалами. В работающий смеситель с помощью дозирующего устройства засыпают цинковый порошок и окись ртути в количестве 17о от веса цинка. Сухое перемешивание компонентов длится 15—20 мин. Затем в смеситель заливают щелочной эле.ктролит. Для предотвращения бурного растворения цинка температура электролита не должна превышать 15° С. [c.110]

    Отрицательный электрод — пастированный, с развитой границей раздела цинк — электролит, что исключает пассивацию электрода. Паста содержит цинковый порошок, ингибитор коррозии (желтый оксид ртути, около 1% к массе цинка), щелочной электролит и загуститель (крахмал, карбоксиметилцеллю-лозу и т. п.). Оксид ртути амальгамирует цинковый порошок, что увеличивает перенапряжение выделения водорода на цинке. Электролит, используемый для приготовления пасты, содержит 680—760 кг/м КОН и 40—60 кг/м 2пО. [c.71]

    В качестве электролита в ртутно-цинковых элементах используется щелочной калиевый электролит плотностью 1,40, насыщенный окисью цинка. Электролит в основном заключен в порах электродов и сепараторной бумаги. В некоторых ртутно-цинковых элементах используется загущенный электролит, приготовленный добавкой к электролиту 1,5—4% карбоксилметилцел-люлозы. [c.286]

    Смесь перемешивается до загустевания, после чего при непре-кращающемся перемешивании в нее вводится остальное количество масла тремя порциями. Полученный продукт легко эмульгирует с образованием стабильной эмульсии молочно-белого цвета, не расслаивающейся при длительном хранении. Паста при хранении выделяет некоторое количество масла, легко замешивающегося. Однако при получении эмульсии выделяется некоторое количество масла, вследствие чего хранение пасты не рекомендуется. Эмульсию из нее следует приготовлять в день приготовления пасты, при этом необходимо вводить, как это обычно принято, щелочной электролит. [c.108]

    Когда электролит становится щелочным, маслянистое вещество, всплывающее наверх, удаляют при помощи пипетки (примечание 8). Это масло промывают равным объемом 10%-ного раствора поташа (примечание 9), затем равным объемом 3,5%-ной соляной кислоты и, наконец, два раза водой, каждый раз половинным объемом. (Если на этой стадии образуется эмульсия, то ее с успехом можно разрушить добавлением небольшого количества эфира.) Полученное вещество криста.плизуют из метилового спирта, фильтруют с отсасыванием и дважды промывают на фильтре охлажденным до 0° метиловым спиртом (примечание 10). Белоснежный н воскообразный по внешнему виду препарат сушат в эксикаторе над серной кислотой. Выход вещества с т. пл. 41—42° составляет 16— 22 г (40—55% теоретич.). Приведенные данные, касающиеся процентного выхода, рассчитаны, однако, исходя только из 50 г кислого этилового эфира себациновой кислоты, израсходованного во второй части синтеза использованные на приготовление начального электролита 86,5 г его во внимание не принимаются. Поэтому приведенный синтез целесообразно проводить лишь в том случае, если надо поставить несколько последовательных опытов (примечание 8). [c.509]

    При приготовлении гипогалогенитов для проведения реакций замещения применяют электроды из гладкой платины в электролите, содержащем гало-генид щелочного или щелочноземельного металла. Галоген образуется на аноде, а водород—на катоде. От анода галоген диффундирует по направлению к катоду, встречает при этом щелочь, получающуюся на катоде, и образует с ней гииогалогенит, который и реагирует с органическим соединением. При использовании галогенидов натрия или калия необходимо поддерживать раствор нейтральным, вводя в него либо двуокись углерода, либо йод в случае, если в качестве электролита используют раствор йодида. Последний восстанавливается до йодистоводородной кислоты, которая нейтрализует щелочь. Другой метод включает применение вспомогательного катода в пористом сосуде. Таким образом не вся щелочь образуется на главном катоде. [c.349]

    Одними из лучших растворителей окислов металлов являются фториды, а также некоторые другие более сложные двойные соли, содержащие фториды щелочных и многовалентных металлов, В настоящей работе впервые для электролитического разложения с целью выделения диборида циркония применен фтороборатно-фто-роцирконатный электролит, содержащий окислы бора и циркония. Для его приготовления в качестве исходного цирконийсодержащего сырья применялась двуокись циркония. [c.329]

    НОСТИ воспользоваться радиоактивными изотопами кислорода, имеющими очень малый период полураспада. Поэтому в качестве объекта исследования были избраны сульфидные пленки. Известно, что предварительная обработка золота в водноспиртовом растворе сульфидов щелочных металлов обеспечивает прочное сращивание с ним электролитических осадков меди. Перед измерением золотые пластинки погружались на 20 сек. в водноспиртовый раствор сернистого натрия, приготовленного из серы, содержавшей радиоактивный изотоп 8 , промывались водой и просушивались, после чего регистрировалась радиоактивность образца. Подсчет импульсов, отнесенный к 1 см поверхности, показал 96 имп/мин. Затем на указанную пластинку в течение 10 сек. осаждалась медь в кислом электролите. После электролиза радиоактивность образца заметно уменьшилась, составив 38 имп/мин см — это говорит о ч астичном удалении пленки. [c.515]

Какие бывают аккумуляторы для инверторов и ИБП: основные типы и отличия

Простые источники бесперебойного питания, которые мы используем в быту, состоят из аккумулятора и инвертора напряжения. Более сложные источники имеют множество расширенных возможностей и аккумуляторов, соединенных между собой параллельно, за счет чего достигается их большая мощность, такими являются промышленные и серверные ИБП. Перемычки для соединения аккумуляторов применяются в источниках с более чем одним аккумулятором. Они обеспечивают соединение батарей в ИБП и увеличение его мощности.

Наиболее слабой частью ИБП является аккумуляторная батарея, так как для обеспечения ее продолжительной службы нужны идеальные условия, которые невозможно воспроизвести в быту. Именно аккумуляторные батареи определяют длительность резервного питания и мощность источника. ИБП без аккумулятора существовать не может. Поэтому важно грамотно подходить к выбору батарей для источников. В этой статье мы рассмотрим аккумуляторы для инверторов и ИБП: какие они бывают, когда требуется замена батареи UPS и какие АКБ лучше выбрать.

Виды батарей для ИБП

В современном мире выпускается много различных типов аккумуляторных батарей, вот некоторые из них: марганцево-цинковые, никель-водородные, литий-полимерные, литий-ионные, серебряно-цинковые, никель-кадмиевые, медно-литиевые, свинцово-кислотные. Каждый вид АКБ имеет различное предназначение, различные свойства, различную конструкцию и различную стоимость.

Литий-ионный аккумулятор для ИБП

Литий-ионные батареи обладают большой удельной емкостью, что позволяет использовать их для питания мощных потребителей. При этом Li-Ion батареи имеют компактные размеры и малый вес.

Достоинства литий-ионных аккумуляторов: низкая стоимость обслуживания, отсутствие потери емкости, низкая скорость саморазряда, высокая энергетическая плотность, высокая надежность работы.

Недостатки: требуются специальные зарядные устройства, обладают эффектом старения, хранение допускается только в заряженном виде, малый диапазон рабочих температур, высокая стоимость.

Свинцово-кислотный аккумулятор для ИБП

Данный вид батарей получил наибольшее распространение, и не только в компьютерных ИБП.

Достоинства: длительность циклов работы, расширенный диапазон рабочих температур, стабильность напряжения, высокая надежность, низкий саморазряд, низкая стоимость, совершение до тысячи циклов разряда-заряда.

Недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов: потеря работоспособности после глубоких разрядов, малая удельная емкость, большие габариты и вес.

Никель-металлогидридный аккумулятор для ИБП

Ni-MH аккумуляторы не получили широкого распространения в связи со сложностями в эксплуатации.

Достоинства Ni-MH батарей: отсутствие снижения уровня емкости, большая энергетическая плотность, стабильная работа, высокая удельная емкость.

Недостатки: высокий уровень расходов на эксплуатацию, сложный процесс заряда, высокий уровень саморазряда, глубокие разряды губительно влияют на батарею, малая нагрузочная способность, малый диапазон рабочих температур, высокая стоимость, малое число циклов разряда-заряда.

Никель-кадмиевые аккумуляторы для ИБП

Ni-Cd аккумуляторы для компьютерных бесперебойников в последние годы приобретают все большую популярность за счет малых размеров и веса, благодаря этому их все чаще применяют в портативной электронике.Также они используются как АКБ для бесперебойника. 

Достоинства: стойкость к температурным перепадам, простота эксплуатации, высокая надежность, низкая стоимость, низкий процент саморазряда, выдерживает до 1500 циклов перезарядки, высокая энергетическая плотность.

Недостатки: высокая стоимость утилизации и переработки, изготавливается из высокотоксичного вещества, потеря емкости, «эффект памяти».

Типы электролитов в АКБ

Также аккумуляторы могут различаться по типу используемого электролита: батареи по технологии AGM, батареи с жидким электролитом, батареи по технологии GEL. Ниже представлены описания каждого из них.

АКБ с жидким электролитом

Данный тип батарей получил наибольшее распространение и популярность. В качестве электролита используется раствор серной кислоты. Основным недостатком батарей такого типа является отсутствие у них герметичности, что негативно сказывается на экологии. Для обслуживания и зарядки требуются специальные нежилые помещения. Из-за этого они редко используются в ИБП. Однако такие батареи обладают низкой стоимостью.

Батареи по технологии GEL

Гелевые аккумуляторы для ИБП содержат в свое составе загуститель, который доводит электролит до желеобразного состояния. Во время работы данный тип аккумуляторов не выделяет никаких газов, за счет чего становится возможным изготовление герметичного корпуса. Специального обслуживания для таких аккумуляторов не требуется, при этом они безопасны для здоровья.

Гелевые аккумуляторы для бесперебойников обладают длительным сроком эксплуатации, высокой емкостью, широким диапазоном рабочих температур, высокой надежностью, однако такие батареи более дорогие и не выносят глубокого разряда.

Батареи по технологии AGM

Данный тип батарей является наиболее современным. Это усовершенствованная версия гелевых аккумуляторов. Электролит в таких батареях абсорбирован пористыми волокнами для придания ему желеобразной структуры. Эти батареи изготавливаются в герметичных корпусах и обладают уменьшенным электрическим сопротивлением, что положительно сказывается на их свойствах. В ИБП такой тип аккумуляторов используется все чаще. К достоинствам AGM батарей можно отнести продолжительный срок службы, низкую стоимость обслуживания, низкую себестоимость, большую эпикритическую емкость, высокую надежность.

Все аккумуляторные батареи со временем приходят в негодность, поэтому приходится искать куда сдать аккумуляторы от ИБП. Однако некоторые из них можно попытаться реанимировать. Но тут же встает вопрос: «Чем заряжать аккумулятор от бесперебойника?». Без специального зарядного устройства восстановить ИБП не получится. Мы с вами рассмотрели, какие аккумуляторы в бесперебойнике используются сегодня. Теперь можно идти в магазин за новым аккумулятором для ИБП, а старый утилизировать и не мучиться с его восстановлением.

Какую кислоту заливают в аккумулятор автомобиля: серную, соляную или другую?

Какую кислоту заливают в аккумулятор

В некоторых видах автомобильных АКБ в качестве электролита может использоваться щелочь. К примеру, никель-кадмиевый тип АКБ. Помимо этого, есть группа гелевых аккумуляторов, где жидкость находится в связанном состоянии. Но, по сути, это раствор серной кислоты, переведенный в гелеобразное состояние или им пропитанное стекловолокно.

Серная кислота широко используется при производстве свинцово-кислотных АКБ для транспортных средств. Ее концентрация в электролите около 30-35%, остальное – дистиллированная вода. Применять обычную водопроводную воду запрещено, поскольку в ее состав входят соли многих металлов и их попадание в АКБ сократит срок его службы.

Как правило, в бытовой сфере серной кислоты с 30%процентов вполне достаточно, однако в сфере производства довольно часто используется кислота с более высокой концентрацией. Получить концентрированную серную кислоту можно в две стадии. Первая – это когда концентрация доводится до 65-70%, вторая – когда ее увеличивают до 98%. Такой состав наиболее пригоден для длительного хранения. Возможно получение высокой концентрации в 99 %, но в дальнейшем из-за значительной потери SO3 она снизится до 98,3%.

Применение серной кислоты и ее сорта

Существует несколько сортов серной кислоты, к ним относятся:

• Нитрозная или башенная. Концентрация составляет 75%, а плотность этого сорта находится в пределах 1,67 г/см³. Такое название он получил благодаря методу производства нитрозным способом в футерованных башнях. Обжиговый газ обрабатывается нитрозой и в процессе реакции получается кислота и оксиды азота.
• Контактная. Концентрация достигает 92,5-98%, плотность – 1,837 г/см³ . Данный сорт также получается из обжигового газа с содержанием двуокиси SO2. В процессе химической реакции происходит ее окисление при контакте с катализатором из ванадия.
• Аккумуляторная. Концентрация 92-94%, плотность – 1,835 г/см³.
• Сорт Олеум. Концентрация довольна высокая –104,5%, плотность – 1,897 г/см ³ , представляет собой концентрированный раствор из кислоты и SO3.
• Высокопроцентный олеум. Концентрация достаточно высокая –114,6%, плотность – 2,002 г/см³.

Процессы, происходящие в АКБ с участием электролита

Функционирование свинцово-кислотного АКБ основывается на химических процессах, протекающих с помощью электролита. АКБ автомобиля из пластин: положительных и отрицательных, погруженных в раствор кислоты. Пластины имеют токоотводящие решетки, выполненные из свинца с добавками (зависит от типа АКБ), а на решетках отрицательных электродов нанесен сероватый порошок свинца, на положительных – красновато-коричневый диоксид свинца.

Показатель плотности электролита на заряженном АКБ находится в диапазоне 1,128─1,300 г/см³. При разрядке АКБ в результате химической реакции из электролита стремительно расходуется кислота и плотность значительно падает.

Полностью заряженный элемент аккумулятора транспортного средства выдает напряжение в пределах 2,5-2,7 В без нагрузки на выводах. В случае нагрузки данное напряжение несколько проседает до 2,1 В буквально за несколько минут. За этот короткий период на поверхности отрицательных электродов успевает сформироваться плотный слой PbSO4. Соответственно, напряжение элемента на подключенной к авто АКБ составляет 2,15 В.

Если разряжать АКБ транспортного средства небольшим током (примерно 10% от номинальной емкости), тогда через 1-2 ч разрядки напряжение элемента снизится до 2 В. Это обусловлено тем, что в этом момент формируется большое количество PbSO4, который, в свою очередь сильно забивает поры активной массы. Помимо этого, проявляется рост внутреннего сопротивления элементов аккумулятора и значительно снижается концентрация жидкости.

Контроль за состоянием электролита

Контроль за электролитом – важная процедура, которая должна проводиться регулярно. От владельца транспортного средства требуется контролировать как уровень электролита в АКБ, так и его плотность. Чтобы проверить уровень электролита рекомендуется использовать стеклянную трубочку, но если ее нет, то можно использовать прозрачный корпус от ручки. Для измерения нужно открыть пробки всех банок и погрузить пластиковую/стеклянную трубочку до пластин. После чего с верхнего конца ее плотно зажать пальцем и поднять.

Оптимальный уровень электролита в трубке должен быть 10-12 мм. В случае нехватки электролита доливается вода до требуемого уровня. Выше необходимого уровня воду заливать не следует.

Срок службы электролита

Стоит знать, что кислотный электролит – это раствор, который не имеет срока годности. Срок службы для такой жидкости определяется исключительно исходя из того, как она способна выполнять свои функции.

К показателям, которые влияют на срок использования АКБ, относятся:

• Плотность электролита.
• Температурный режим функционирования АКБ.
• Степень заряженности аккумулятора.

Если эти показатели соответствуют норме, срок службы электролита довольно продолжительный.

Как поднять плотность электролита

Повышение плотности жидкости происходит вследствие повышения температуры и в результате процесса, который называется гидролиз. Чтобы этот показатель находился на необходимом уровне, требуется регулярное добавление дистиллята. Если датчик концентрации кислоты в электролите показывает значение ниже, чем 1,275 г/см³, следует его поднимать.

Кислотность электролита можно поднять двумя способами: полной заменой старого электролита на новый или внесением разбавленной концентрированной кислоты.

В случае разбавления жидкости следует провести ряд действий для каждой банки:

• Постараться откачать максимальное количество электролита посредством шприца или резиновой груши.
• Внести в банку 0,5 его объема плотностью от 1,26 до 1,28 г/см³.
• Чтобы тщательно перемешать жидкость, необходимо на выводы подать нагрузку с минимальной мощностью.

При замере плотности стоит определить необходимый уровень. Если не произошло изменений, тогда в половину оставшегося объема требуется внести еще электролит.

С помощью подобных манипуляций можно довести до оптимальной плотности концентрацию кислоты в электролите.

В случае, если показатель индикатора показывает значения плотности ниже, чем 1,2 г/см³, требуется полная замена электролита, так как способом доливки поднять ее не получится. Однако если батарее менее года, то стоит попробовать.

Важно! Серная кислота – агрессивная средой для кожных покровов человека и его одежды. Поэтому во время работ с открытой батареей рекомендуется позаботиться о мерах защиты: обязательно надеть резиновые перчатки, защитные очки. Так же пригодится прорезиненный фартук.

Порядок заливки и доливки кислотного электролита в АКБ

Составляющие компоненты электролита – кислоту и дистиллированную воду, нужно смешать в разных пропорциях. Так, если необходимо получить электролит с уровнем плотности 1,29 г/см³, то к 1 литру необходимо добавить 0,36 л кислоты, то есть в соотношении 1:3.

Заливку электролита производят стеклянной или полиэтиленовой трубочкой до уровня 10-15 мм над свинцовыми пластинами. После этого аккумулятор оставляют на два часа, однако в некоторых случаях плотность при этом падает. Далее АКБ заряжают током в десять раз меньшим его емкости в течение 4 часов.

Проверять плотность АКБ необходимо раз в 2-3 месяца. Для этого используется специальный прибор – ареометр.

Важно! В целях техники безопасности необходимо знать, что заливать нужно именно серную кислоту в дистилированную воду, но не наоборот, поскольку высока вероятность возникновения химической реакции данной смеси с выделением брызг и тепла.

Процесс приготовления электролита

Электролит для АКБ можно, конечно, приобрести в специализированных магазинах, но можно сделать его самостоятельно и при этом научиться регулировать плотность.

Для приготовления электролита потребуются следующие компоненты:

• Вода дистиллированная.
• Серная кислота.
• Емкость из материала, устойчивого к воздействию концентрированного химического вещества: стекла, керамики, свинца.
• Эбонитовая палочка (для размешивания жидкости).

Для приготовления в специальную емкость заливается вода, после – серная кислота. Компоненты тщательно палочкой смешиваются. Процедуру проводят последовательно, поскольку при обратном варианте есть вероятность получить ожоги.

Полученное вещество плотно накрывается и оставляется минимум на сутки до выпадения осадка и остывания. Стоит знать, что при обратном проведении заливки (сначала серная кислота, потом – вода), возможна гидратации и образование в кислоте тепла. Соответственно, вода может закипеть и спровоцировать разбрызгивание.

Срок службы АКБ ограничен ее техническими характеристиками. Однако при неправильном его использовании и хранении этот показатель может существенно снизиться. Чтобы АКБ не изнашивалась слишком стремительно, специалисты рекомендуют следить за плотностью электролита и его уровнем.

В чем разница между щелочными и нещелочными батареями?

Неперезаряжаемые сухие батареи делятся на несколько категорий: по буквенным обозначениям, по напряжению и по применению. Однако химическая классификация, которая различает сухие батареи, заключается в том, является ли батарея щелочной или нещелочной, или, точнее, является ли ее электролит основанием или кислотой. Разница заключается не только в химическом составе, поскольку щелочные батареи имеют другую мощность и рабочие характеристики, чем их нещелочные собратья.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Нещелочные батареи содержат кислотный электролит, а щелочные батареи используют основу в качестве электролита.

Основные сведения об аккумуляторах

Аккумулятор — это электрохимический элемент, преобразующий химическую энергию в электрическую. Типичная батарея с сухими элементами состоит из положительно заряженного анода, отрицательно заряженного катода и электролита, который реагирует с анодом и катодом во время электрохимической реакции, называемой реакцией окисления-восстановления.Анод имеет тенденцию терять электроды — окисляется — тогда как катод имеет тенденцию получать электроны или восстанавливается.

Избыток электронов на отрицательном катоде — отрицательный вывод батареи — и недостаток электронов на положительном аноде — положительный вывод батареи — создают электрическое давление, называемое напряжением. Когда аккумулятор помещается в цепь, электроны протекают как ток между катодом и анодом, выполняя полезную электрическую работу. Затем батарея перезаряжается с помощью дополнительных окислительно-восстановительных реакций до тех пор, пока анод и катод в конечном итоге химически не истощатся, что приведет к разрядке батареи.

Основы электролита

Электролит — это химическое вещество, которое содержит свободные ионы, обладающие электропроводностью. Примером электролита является обычная поваренная соль, состоящая из положительно заряженных ионов натрия и отрицательно заряженных ионов хлорида. Электролит батареи — это кислота или основание, которые диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные ионы, которые вступают в реакцию с анодом и катодом, когда батарея подвергается окислительно-восстановительной реакции.

Щелочная батарея

Химически типичная щелочная батарея с сухими элементами имеет цинковый анод и катод из диоксида марганца.Электролит представляет собой некислотную основную пасту. Типичным электролитом, используемым в щелочных батареях, является гидроксид калия. Физически типичная щелочная батарея состоит из стальной банки, заполненной диоксидом марганца в ее самой внешней внутренней катодной области и заполненной цинком и электролитом в самой центральной внутренней анодной области. Электролит, окружающий анод, опосредует химическую реакцию между анодом и катодом.

Нещелочная батарея

Химически типичная нещелочная батарея с сухими элементами имеет цинковый анод и катод из угольного стержня / диоксида марганца.Электролит обычно представляет собой кислотную пасту. Типичный электролит состоит из смеси хлорида аммония и хлорида цинка. Физически типичная нещелочная батарея сконструирована как обратная сторона щелочной батареи. Цинковый контейнер служит внешним анодом, тогда как углеродный стержень / диоксид марганца занимает внутреннюю область в качестве катода. Электролит смешивается с катодом и опосредует химическую реакцию между катодом и анодом.

Better Batteries

По общему мнению, химически щелочная батарея имеет небольшое преимущество в производительности по сравнению с нещелочной батареей.Однако нещелочные батареи надежны, менее дороги и взаимозаменяемы с использованием щелочных батарей. На электронные устройства с надписью «Используйте только щелочные батареи» обычно предоставляется гарантия в условиях, когда требуется быстрое и сильное потребление тока от батареи. Одним из примеров этого может быть вспышка на фотоаппарате, где требуется быстрая подзарядка.

Щелочная вода и электролиты | Факты о щелочной воде

Ясные факты о щелочной воде

Здесь вы можете узнать основные научные факты о щелочной воде, хелатировании, pH и многом другом.Вы также найдете информацию о роли электролитов и воды в улучшении здоровья и других преимуществах использования продуктов Alka-Pure как части здорового образа жизни.

pH — это сокращение от «мощность водорода». Буква «p» является сокращением от немецкого слова «Potenz», означающего мощность, а H — символ элемента для водорода. Термин pH был впервые использован датским биохимиком
Сёреном Петером Лаурицем Соренсеном в 1909 году.

Что такое pH?

pH — это мера концентрации ионов водорода в растворе.Растворы с высокой концентрацией
ионов водорода имеют низкий pH, а растворы с низкой концентрацией ионов H + имеют высокий pH.

Шкала pH варьируется от 1 до 14. Значение 7 нейтрально (чистая вода). Менее 7 является кислотным, а более 7 — щелочным (или щелочным). Шкала pH логарифмическая, где каждое значение pH в 10 раз отличается от следующего.

Например:
pH 6,0 в 10 раз более кислотный, чем нейтральный (7,0), а
pH 5,0 в 100 раз более кислотный.

Точно так же на другой стороне шкалы:
pH 9.0 в 100 раз более щелочной, чем нейтральный (7,0), а
pH 10,0 в 1000 раз более щелочной.

На крайних концах спектра находятся аккумуляторная кислота при 0 и щелочь, близкая к 14.

Что такое щелочная вода?

Чистая вода нейтральна с показателем pH 7,0, не является кислотой или щелочью. Это ориентир для кислот
и оснований.

Несмотря на то, что pH чистой воды равен 7 (нейтральный), большая часть питьевой и природной воды демонстрирует колебания в диапазоне pH, поскольку она содержит растворенные минералы, газы и бытовые добавки, такие как хлор и фторид.

Вода с pH менее 7 считается кислой.

Вода с pH выше 7 считается щелочной или щелочной.

Что такое обратный осмос?

Процесс обратного осмоса, который использует Alka-Pure, требует, чтобы вода под давлением проходила через серию полупроницаемых фильтров для удаления бактерий, микробов, минералов и других взвешенных частиц. Обратный осмос очень хорошо удаляет как органические, так и неорганические химические вещества.

По данным Центра по контролю за заболеваниями (CDC), вода может содержать более 50 органических веществ, в том числе: акриламид, бензол, толуол и топливо.Он также может содержать более 15 неорганических веществ, таких как металлы и неметаллы, а также такие вещества, как мышьяк, цианид, свинец, нитраты и нитриты.

химикатов проникает во все источники воды, а обратный осмос помогает удалить больше загрязняющих веществ, чем другие виды обработки
.

Alka Pure использует воду обратного осмоса как в наших пакетах Go, так и в воде в бутылках.

Что такое хелатирование?

Запатентованный щелочной концентрат Alka Pure в наших пакетах Go и бутилированной воде содержит пять основных минералов в хелатной форме для эффективного усвоения и использования организмом.

Проще говоря, слово хелат (произносится кей-лейт) происходит от греческого слова «чел», означающего клешню краба, и было названо учеными Морганом и Дрю в 1920 году. соединение образуется между минералом и белком, в результате чего образуется кольцеобразное образование.

Хелатирование — естественный процесс. Организм может естественным образом хелатировать минералы в желудке и кишечнике. Однако с возрастом нашего тела естественный процесс хелатирования замедляется и становится менее эффективным.Это естественное снижение в сочетании с нашей высококислотной западной диетой делает естественный процесс хелатирования в организме еще менее эффективным.

Как хелатирование помогает моему организму усваивать и использовать больше минералов?

Хелатный минерал, который может использоваться организмом, — это минерал, связанный с двумя или более аминокислотами из гидролизованного белка. Минерал в этом хелатном состоянии позволяет легко проходить через стенку кишечника в кровоток, что приводит к усилению метаболизма этого минерала.Другими словами, когда кусок «камня» (например, кальций) захватывается аминокислотой (такой, как те, что содержатся в белках, которые вы едите), объединенная частица («камень» + аминокислота) воспринимается как пища. тело. Кусок «камня» сам по себе НЕ является пищей. Ваш кишечник устроен так, чтобы пропускать пищу, но не «камни».

Что такое электролиты?

Электролиты — это минералы в крови и других жидкостях организма, которые несут электрический заряд.

Электролиты важны для всех функций организма.Они играют ключевую роль в поддержании баланса воды как внутри, так и вне клеток, поэтому мышцы и органы продолжают работать должным образом.

С научной точки зрения электролиты — это положительно и отрицательно заряженные частицы (ионы), которые образуются, когда минеральные или другие соли растворяются и разделяются в воде.

Почему электролиты важны для моего тела?

Человеческая жизнь не может существовать без электролитов. Это вещества, содержащие свободные ионы, которые проводят электричество, необходимое для выполнения таких функций, как:

• Регулирование функции нервов и мышц
• Регулирование гидратации
• Восстановление поврежденных тканей
• Регулирование pH крови
• Регулирование артериального давления
• Активность мозга
• Передача нервных импульсов
• Правильная функция желез
• Контроль температуры и НАМНОГО больше

Мышцы и нейроны — это «электрические ткани» тела, которые активируются активностью электролитов
тремя способами:

• Внешние клетки (внеклеточные)
• Внутренние клетки (внутриклеточные)
• Между клетками (интерстициальные)

Например, сердце, мышцы и нервные клетки используют электролиты для поддержания напряжения на клеточных мембранах и передачи электрических импульсов другим клеткам.

Как я могу поддерживать постоянную концентрацию электролита?

Чтобы поддерживать постоянную концентрацию электролитов в нашем организме, мы должны восполнять их, придерживаясь здоровой диеты, которая включает в себя изобилие свежих фруктов и овощей. Многие люди не соблюдают идеальную здоровую диету, и Alka Pure Concentrate, добавленный в вашу воду (и другие напитки) или в воду в бутылках, может помочь сохранить баланс электролитов при увлажнении организма.

Наша запатентованная формула Alka Pure Concentrate содержит пять наиболее распространенных минералов-электролитов в организме человека
:
• Калий
• Натрий
• Кальций
• Магний
• Фосфор

Каковы некоторые причины дисбаланса электролитов?

Электролитный дисбаланс может быть вызван рядом факторов, включая:
• Заболевание почек
• Длительная рвота
• Сильное обезвоживание
• Волны тепла
• Дисбаланс pH
• Застойная сердечная недостаточность
• Лечение рака
• Некоторые лекарства, такие как диуретики или Ингибиторы АПФ (у многих пациенток, принимающих диуретики от высокого кровяного давления /
сердечные заболевания снизились уровни натрия и калия)
• Булимия
• Сильная / стойкая рвота и тошнота во время беременности

Как электролиты помогают выполнять упражнения и выполнять физически активную работу?

Жидкости организма — это в первую очередь вода и электролиты.Когда мы потеем, мы обезвоживаемся и теряем воду и электролиты — в основном натрий и калий. Даже минимальное обезвоживание (1% веса тела) может увеличить нагрузку на сердечно-сосудистую систему и ограничить способность тела передавать тепло от сокращающихся мышц к поверхности кожи для отвода в окружающую среду.

Мышцам для сокращения необходимы кальций, натрий и калий. Когда уровень электролитов низкий, мышцы могут стать слабыми (или сократиться слишком сильно). Обезвоживание и дисбаланс электролитов могут отрицательно сказаться на здоровье и физической активности.

Питьевая вода с электролитами и минералами — гораздо более здоровый способ дать организму то, что ему нужно, вместо того, чтобы пить с высоким содержанием сахара или искусственно подслащенные / ароматизированные / окрашенные «спортивные» или «энергетические» напитки. Это верно как во время, так и после тренировки — и как правило.

Растворимость кислорода в щелочных и кислых электролитах как функция …

Контекст 1

… Температурные зависимости их коэффициента диффузии, растворимости и диффузии в водных растворах могут быть аппроксимированы распределением Больцмана (уравнение (6 ).На рис. 5 показана растворимость кислорода в серной кислоте, фосфорной кислоте и гидроксиде калия. Более высокие концентрации электролита уменьшают растворимость кислорода. …

Контекст 2

… коэффициент диффузии -Ссылаясь на уравнение (11), коэффициент диффузии газа является произведением коэффициента диффузии и растворимости. Водород и кислород являются неполярными двухатомными газами, и, соответственно, механизмы их диффузии и растворения в водных растворах аналогичны.Температурные зависимости их коэффициента диффузии, растворимости и диффузии в водных растворах можно аппроксимировать распределением Больцмана (уравнение (6). На рисунке 5 показана растворимость кислорода в серной кислоте, фосфорной кислоте и гидроксиде калия. Более высокие концентрации электролита уменьшают растворимость кислорода.Уменьшение растворимости кислорода по направлению к более высоким концентрациям электролита в случае растворов гидроксида калия сильнее, чем в случае кислого раствора.Подходы к описанию влияния концентрации на растворимость были разработаны на основе электростатических расчетов. Ruetschi et al. [89] сообщили, что влиянием концентрации протонов на растворимость газа можно пренебречь, в то время как ионы гидроксида резко снижают растворимость газа. В случае KOH влияние температуры и молярности на коэффициент диффузии водорода и кислорода было подробно измерено Tham et al. [88]. Это исследование показало, что коэффициент диффузии увеличивается при повышении температуры и уменьшается при повышении концентрации.Такое поведение может быть напрямую связано с величиной, обратной вязкости [23]. Коэффициенты диффузии водорода и кислорода и растворимость снижаются при увеличении концентрации электролитических растворов. В результате коэффициент газопроводности также уменьшается в сторону более высоких концентраций электролита. Кислоты обычно показывают более высокую диффузионную способность газа, чем основания, относительно одинаковой молярности. Эта разница объясняется более высокими коэффициентами диффузии (связанными с более низкой вязкостью) газов в кислотах, чем у оснований.Однако, что более важно, растворимость водорода и кислорода в щелочных растворах значительно ниже, чем в кислых растворах. На рис. 6 показан коэффициент диффузии водорода в нафионе, воде и растворе КОН с различной молярностью. Коэффициент диффузии водорода в Nafion составляет примерно 50% от коэффициента диффузии воды, в то время как проводимость, о которой говорилось выше, составляет 16% от водного раствора с аналогичной концентрацией протонов. Этот дополнительный коэффициент диффузии был приписан высоким коэффициентам диффузии водорода и кислорода в твердой фазе [89].Вода, проникая в полимерную матрицу нафиона, действует как пластификатор, повышающий проницаемость твердой фазы [89]. В случае Zirfon коэффициент диффузии водорода в твердой фазе оценивается как незначительный [23]. Комбинация высоких коэффициентов диффузии твердой и водной фаз в нафионе приводит к примерно в 38 раз большей диффузии водорода у нафиона, чем у цирфона, наполненного 30 мас.% КОН, при температуре 80 ° C [27], в то время как оба материала показывают почти равные проводимости…

Преимущества питьевой щелочной воды с электролитами?

Электролиты — это минералы, которые растворяются в воде и несут электрический заряд . (Их также называют щелочными минералами и минеральными солями). В ваших почках есть специальные транспортеры, которые регулируют концентрацию каждого из этих электролитов в крови.

Поскольку тело в основном состоит из воды (примерно 75% тела и 91% мозга), электролиты обнаруживаются повсюду в организме — внутри клеток, в промежутках между клетками, в крови, в лимфатических узлах. и везде.Когда вы потеете, вы теряете жидкость и электролиты.

Какие

Есть все виды электролитов, но самые важные из них: Натрий, хлорид, калий, бикарбонат, кальций и фосфат . Натрий имеет положительный заряд, как и калий, а хлорид — отрицательный. Поскольку электролиты имеют электрические заряды, они могут легко перемещаться вперед и назад через клеточные мембраны.Это важно, потому что по мере того, как они попадают в клетку, они несут с собой другие питательные вещества и, покидая ее, уносят с собой кислые продукты обмена веществ и избыток воды. Примечание: магний используется почти во всех функциях организма — он считается нашим основным минералом! Большинству из нас нужен дополнительный магний.

Чтобы поддерживать баланс жидкости в организме, ваши клетки должны иметь много калия внутри и много натрия в жидкостях вне их.Для поддержания баланса натрий и калий постоянно перемещаются вперед и назад через клеточные мембраны.

Натрий легко соединяется с другими элементами и необходим для образования соляной кислоты — мощного пищеварительного сока в желудке, который расщепляет пищу, позволяя ей перевариваться и всасываться. По мере всасывания электролитов следует вода. Натрий также сводит к минимуму мочеиспускание. Когда вы пьете воду дзадзэн, жидкость дольше остается в вашем теле, давая ей больше времени для впитывания, что поможет вам быстрее восстановить баланс (гидратацию)!

Электролиты (щелочные минералы) помогают поддерживать баланс воды в организме, переносят импульсы по нервам, помогают сокращать и расслаблять мышцы и не дают организму стать слишком кислым или щелочным.

Знакомство с жидкостями, электролитами и кислотно-щелочным балансом

Цели обучения

К концу этой главы вы сможете:

• Перечислите содержание воды у мужчин, женщин и младенцев, а также факторы, влияющие на различия в содержании воды между этими группами.
• Назовите жидкостные отсеки и подотделы тела, а также относительное количество телесной жидкости в каждом из них.
• Проведите различие между электролитами и неэлектролитами и обсудите относительную осмотическую силу каждого из них.
• Сравните относительную концентрацию определенных растворенных веществ во внутриклеточном и внеклеточном компартментах.
• Опишите механизмы движения жидкости между жидкостными отсеками.
• Определите пути забора и выхода воды в тело и из организма.
• Объясните механизм жажды и механизм прекращения жажды.
• Укажите, как происходят сдвиги в выводе воды организмом и как организм компенсирует такие сдвиги.
• Обсудить активность антидиуретического гормона.
• Опишите нарушения гомеостаза жидкости и их последствия.
• Объясните, насколько соль сбалансирована в организме.
• Опишите, как натрий регулирует баланс жидкости и электролитов.
• Определите механизмы, регулирующие баланс натрия в жидкостях организма.
• Изучите механизмы, регулирующие баланс калия, кальция и фосфата в жидкостях организма.
• Обсудите механизм, регулирующий анионы в жидкостях организма.
• Объясните понятие pH и укажите числовое значение изменения pH на [одну, две, половину и одну десятую] единицы pH.
• Перечислите примерный диапазон pH следующих природных веществ: внутриклеточная жидкость, артериальная кровь, моча, слюна, желудочный сок и пот.
• Дайте определение «электролиту» и перечислите основные из них, включая ионы водорода и гидроксила, по названию и ионному символу, присутствующим в жидкостях человеческого тела.
• Объясните функции концентраций ионов водорода в коже, желудке, крови, моче и митохондриях.
• Укажите кислоту, вырабатываемую в результате нормального метаболизма, происходящего в каждой из следующих областей тела: аэробное дыхание кардиоцитов, анаэробное дыхание эритроцитов, гидролиз фосфолипидов, разложение серосодержащих аминокислот и нормальное функционирование
  париетальных клеток желудка.
• Объясните, почему организм естественным образом впадает в состояние ацидоза в течение любого периода времени.
• Определите следующие термины в контексте химической структуры буферной системы: сильная кислота, слабая кислота, сильное основание, слабое основание и соль.
• Объясните, почему организму требуется постоянное действие химических буферных систем.
• Объясните относительную силу, расположение и эффективность каждой из следующих буферных систем: гемоглобиновый буфер, белковый буфер, фосфатный буфер и белковый буфер.
• Используйте компоненты каждой из четырех основных систем химической буферизации, чтобы показать, как
  они будут работать для нейтрализации избытка кислоты или основания.
• Опишите взаимодействие бикарбонатного буфера с дыхательной и мочевыделительной системами, которое помогает регулировать кислотно-щелочной баланс организма.
• Укажите нормальный диапазон значений pCO2 (парциальное давление диоксида углерода) и концентрации бикарбонат-иона (HCO3-, также называемый щелочным резервом) при поддержании диапазона pH артериальной крови 7.35-7.45.
• Объясните взаимосвязь между каждой из следующих пар терминов: хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и респираторный ацидоз, гипервентиляция и респираторный алкалоз, диарея или неконтролируемый сахарный диабет и метаболический ацидоз, а также
  прием щелочных препаратов при язве желудка и метаболических нарушениях. алкалоз.
• Для каждого кислотно-щелочного нарушения в цели 13 укажите компенсацию организма для поддержания артериального pH в нормальном диапазоне 7.35-7.45.

Гомеостаз, или поддержание постоянных условий в организме, является фундаментальным свойством всего живого. В организме человека вещества, участвующие в химических реакциях, должны оставаться в узких диапазонах концентраций. Слишком много или слишком мало одного вещества может нарушить функции вашего организма. Поскольку метаболизм основан на реакциях, которые все взаимосвязаны, любое нарушение может затронуть несколько органов или даже системы органов. Вода — самое распространенное вещество, участвующее в химических реакциях жизни.Взаимодействие различных водных растворов — растворов, в которых вода является растворителем — постоянно контролируется и регулируется большим набором взаимосвязанных систем обратной связи в вашем теле. Понимание того, как организм поддерживает этот критический баланс, является ключом к пониманию хорошего здоровья.

Сбор истории щелочных топливных элементов

Щелочная вода: польза и риск для здоровья

Щелочная вода противоположна кислой воде. У нее более высокий уровень pH, чем у простой воды.

Утверждения о том, что он обладает различными преимуществами для здоровья, помогли повысить популярность щелочных диет и продаж устройств, которые превращают воду в щелочную.

Ионизирующие машины являются одним из примеров этой продукции.Это может стоить более тысячи долларов.

Но какие научные доказательства лежат в основе употребления щелочной воды? Есть ли доказанная польза для здоровья?

Уровень pH воды нейтральный, около 7. Химические вещества и газы могут изменить его, сделав его более кислым или более щелочным.

Уровень pH дождевой воды немного ниже нейтрального, поскольку в воздухе присутствует углекислый газ, который увеличивает кислотность.

• Кислые вещества имеют pH ниже 7,0, вплоть до нуля. PH уксуса составляет около 3, лимонного сока около 2, а аккумуляторной кислоты около 1.
• Щелочные вещества имеют pH до 14. pH пищевой соды составляет от 8 до 9, а у магнезиального молока — от pH. 10 и 11.

Вода может иметь высокий или низкий pH, но если он слишком высокий или слишком низкий, это может иметь неблагоприятные последствия.

Слишком щелочная вода имеет горький вкус. Это может вызвать отложения, покрывающие трубы и приборы.Сильнокислая вода может разъедать металлы или даже растворять их.

Щелочная вода стала популярной в последние годы из-за убеждения, что она может принести пользу здоровью.

Здоровье костей и остеопороз

Было проведено несколько исследований о влиянии приема щелочи на кости. Исследование, опубликованное в Bone , обнаружило влияние на резорбцию кости. Костная резорбция — это процесс, при котором старые костные клетки разрушаются и заменяются новыми.

Меньшая резорбция кости и большая минеральная плотность приводят к лучшей прочности кости.

Авторы пришли к выводу, что «щелочная минеральная вода, богатая бикарбонатом и кальцием, снижает резорбцию костей больше, чем кислая минеральная вода, богатая кальцием».

Однако это был небольшой эффект.

Ученые призвали к дополнительным исследованиям, чтобы увидеть, будет ли польза от уменьшения резорбции кости в долгосрочной перспективе и может ли она улучшить минеральную плотность кости.

В другом исследовании, опубликованном в журнале Nutrition Journal , сравнивалось влияние кислой диеты, а не щелочной воды, на остеопороз, заболевание, характеризующееся слабостью и ломкостью костей.

Анализируя предысторию исследования, авторы отметили большое количество заявлений, сделанных в Интернете. Эти утверждения предполагают, что «щелочные диеты и связанные с ними коммерческие продукты противодействуют кислотности, помогают организму регулировать pH и, таким образом, предотвращают процессы заболевания».

В обзоре использовались доказательства высокого качества, чтобы сделать вывод о том, что кислота, содержащаяся в современной диете, не вызывает остеопороза. Он также пришел к выводу, что щелочная диета или щелочные добавки или соли не предотвращают остеопороз.

Обзор исследований, опубликованных в 2012 году, показал, что щелочная диета приводит к тому, что моча становится более щелочной и, возможно, меньше кальция в моче.

Однако исследователи не ожидали, что это будет отражать общий уровень кальция, и они не нашли доказательств того, что это улучшит здоровье костей или поможет предотвратить остеопороз.

Рак

Обзор воздействия щелочей на рак был опубликован доктором Танисом Фентоном и его коллегами в журнале BMJ Open.

В обзоре оценивались тысячи исследований, но авторы обнаружили только один правильный рандомизированный тест на кислотность в рационе и рак мочевого пузыря.

Они не обнаружили исследований щелочной воды и рака у людей.

Исследователи отмечают: «По нашему опыту, к больным раком обращаются продавцы, которые продвигают подщелачивающие воду как способ лечения рака».

Они приходят к выводу:

«Несмотря на продвижение щелочной диеты и щелочной воды средствами массовой информации и продавцами, практически нет реальных исследований, подтверждающих или опровергающих эти идеи.

Одно исследование показало, что щелочная диета, но не конкретно щелочная вода, может усилить действие некоторых химиотерапевтических препаратов, используемых для лечения рака.

Кислотный рефлюкс

Кислотный рефлюкс — это заболевание, когда кислое содержимое желудка выплескивается обратно в пищевую трубку.

Кислотный рефлюкс, который продолжается долгое время, может вызвать повреждение и заболевание, известное как гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, или ГЭРБ.

Исследование, опубликованное в Annals of Otology, Rhinology & Laryngology , показало, что питьевая щелочная вода может стоить дальнейшего изучения в качестве дополнения к другим методам лечения рефлюксной болезни.

Было обнаружено, что щелочная вода с pH 8,8 останавливает действие фермента, связанного с рефлюксной болезнью. Также оказалось, что он снижает кислотность содержимого желудка.

Работа выполнена в лаборатории, а не на людях. Для подтверждения этих выводов потребуются дополнительные исследования.

Кроме того, желудочная кислота существует для определенной цели. Он убивает бактерии и другие патогены, а также помогает нашему организму переваривать пищу и усваивать питательные вещества.

Артериальное давление и диабет

Ученые из Шанхая обнаружили, что через 3–6 месяцев после употребления щелочной воды у людей с высоким кровяным давлением, высоким уровнем сахара в крови и высоким уровнем липидов в крови показатели по каждому из этих факторов были ниже.

В 2016 году исследователи обнаружили, что вода с высоким pH электролитом снижает вязкость крови у 100 взрослых после физических упражнений. Это может помочь снизить нагрузку на сердечно-сосудистую систему из-за обезвоживания.

Однако ученые отмечают, что у участников изначально были разные показатели вязкости цельной крови, что могло повлиять на результаты.

Стоит отметить, что исследование спонсировалось Essentia Water, которая также предоставила использованную щелочную воду.

Рекомендуемая суточная доза

Поскольку нет доказательств, подтверждающих пользу для здоровья от щелочной воды, не существует рекомендуемого количества, которое улучшает здоровье.

Однако, если вы хотите начать пить щелочную воду, начните с небольшого количества и постепенно увеличивайте его. Это может уменьшить коррозионное воздействие сильнощелочной воды.

Щелочная диета, согласно исследованию Фентона, призвана исправить «кислотное состояние, которое создает современная диета».

Включает больше свежих фруктов и овощей и снижает потребление белка.

«Маркетинг щелочной диеты продвигает не только диету, но и продажу соответствующих добавок и аппаратов для подщелачивания воды практически через все средства массовой информации, включая веб-сайты, книги и видео», — пишут авторы.

Обзор, опубликованный в журнале Journal of Environmental and Public Health , пришел к выводу, что щелочная диета может иметь некоторые преимущества.

Фрукты и овощи, по словам исследователей, имеют отрицательную кислотную нагрузку, которая может улучшить баланс между натрием и калием, с возможной пользой для здоровья костей и мышц. Это может помочь предотвратить высокое кровяное давление, инсульты и другие хронические заболевания.

Дети с тяжелым метаболическим ацидозом, как правило, имеют низкий уровень гормона роста, что может привести к низкому росту.Щелочная диета может помочь уменьшить проблемы, связанные с низким уровнем гормона роста, у восприимчивых людей.

Щелочная диета также увеличивает содержание магния в клетках. Магний, в свою очередь, помогает активировать витамин D.

Однако ни один из этих результатов не относится конкретно к щелочной воде.

Долговечность

В исследовании, опубликованном в 2016 году, изучалось влияние потребления щелочной воды на 150 мышей в течение трех лет.

Результаты показали, что те, кто пил щелочную воду, имели признаки большей продолжительности жизни, другими словами, они старели меньше и с большей вероятностью прожили дольше.

Не было обнаружено значительных различий в сердце, печени, почках, головном мозге или кишечнике изучаемых групп, и никаких повреждений не произошло, но были различия в том, как стареют мыши и их органы.

Способствует ли щелочная вода похуданию?

Щелочная вода не оказывает положительного воздействия на здоровье и обмен веществ.

Хотя он не добавляет калорий в рамках сбалансированной или контролируемой диеты, нет исследований, которые поддерживали бы щелочную воду в качестве самостоятельного средства для похудения.

Слишком щелочная питьевая вода может иметь неблагоприятные последствия.

Исследователи, изучавшие связь между щелочной водой, щелочной диетой и раком, сказали, что щелочная диета может быть вредной, поскольку побуждает людей избегать продуктов, содержащих важные питательные вещества.

Они пришли к выводу, что «продвижение щелочной диеты и щелочной воды среди населения для профилактики или лечения рака неоправданно».

Возможные проблемы

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что слишком много кислоты вызывает коррозию, так же как и слишком много щелочи.

В 2001 году ученые опубликовали результаты исследования, в котором крысы на разных этапах жизни потребляли щелочную воду с pH 11,2 или pH 12 в течение года.

В конце эксперимента крысы потеряли в весе или испытали задержку роста, а самки крыс имели мех, который был тонким пятнами и казался тусклым. У некоторых крыс было изменение цвета слизистой оболочки рта.

Обзор, опубликованный в BMJ, показал, что среди изученных ими исследований щелочной воды «ни один […] не поддерживал рекламные акции, которые предполагают, что щелочная вода поддерживает хорошее здоровье.”

Машины, называемые ионизаторами, делают воду щелочной, но они дороги.

Минеральная вода в бутылках обычно бывает нейтральной или слабощелочной. Некоторые производители могут указывать уровень pH воды в бутылках.

Газированная вода кислая. Карбонизация вводит углекислый газ, который снижает pH и увеличивает кислотность.

Сайт alkalinewatersionizers.org продвигает ионизаторы воды. В нем говорится: «Поскольку ионизированная вода содержит так много активных молекул водорода, она способна действовать как мощный антиоксидант, который ищет и уничтожает свободные радикалы.