Acide sulfurique dans batteries plomb-acide : Réactions et rôle
L'électrolyte est l'acide sulfurique (H₂SO₄)
Concentration : ~4,2-5,0 mol/L (30-50% poids) dans l'eau. Masse volumique : 1,280 (chargé) → 1,100 (déchargé).
Réactions électrochimiques
Décharge
- Positif (PbO₂) : PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O
- Négatif (Pb) : Pb + SO₄²⁻ → PbSO₄ + 2e⁻
- Globale : PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O
Charge (Inverse)
- Positif : PbSO₄ + 2H₂O → PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻
- Négatif : PbSO₄ + 2e⁻ → Pb + SO₄²⁻
- Globale : 2PbSO₄ + 2H₂O → PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄
Rôles critiques du H₂SO₄
- Transport ions : H⁺ et SO₄²⁻ portent courant entre plaques.
- Réactif : Consommé à la décharge (baisse masse vol.), régénéré à la charge.
- Déterminant tension : Tension circuit ouvert ≈ 0,84 + masse vol. (ex: 1,280 → 2,12 V/cellule).
- Protection gel : Chargé (MV 1,28) gèle à –60°C ; déchargé (MV 1,10) gèle à –7°C.
Sécurité et maintenance
- Corrosif : EPI (visière, gants, tablier).
- N'ajoutez jamais d'acide — seulement eau distillée pour remplacer perte électrolyse.
- Ventilation : Gaz H₂/O₂ explosif (4% H₂ dans air).
- Déversement : Neutralisez avec NaHCO₃ (bicarbonate), contenez, éliminez selon déchets dangereux.