DIN 43530-2-1987 Accumulators electrolyte and refilling water electrolyte for lead acid batteries《蓄电池 第2部分 电解质和再充水 铅蓄电池用电解质》.pdf

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1、DIN1 DIN 43530 TEIL 2 67 25931r42 OUbCiYO 000 = DK 621.355.2 : 621.3.035.221.621 : 620.1 DEUTSCHE NORM Oktober 1987 Akkumulatoren Elektrolyt und Nachf Ilwasser Elektrolyt fr Blei-Akkumulatoren DIN 43 530 Teil 2 Accumulators; electrolyte and refilling water; electrolyte for lead acid batteries Teilwe

2、ise Ersatz fr DIN 575101 VDE 0510/01.77 Fr den Anwendungsbereich dieser Norm bestehen keine entsprechenden regionalen oder internationalen Normen (siehe Erluterungen). Inhalt Seite Seite 1 Anwendungsbereich 1 5.3 Abhngigkeit der Suredichte vom Schwefelsure- gehalt bei der Nennternperatur von 25C . 2

3、 2 Zweck . 1 5.4 Abhngigkeit der Suredichte vom Entladezustand 2 6 Reinheitsanforderungen an Schwefelsure 3 Nennsauredichte, Abhngigkeit von der Bauart . 1 als Elektrolyt . 2 6.1 Verunreinigungen von Schwefelsure hherer 4 Herstellung von Elektrolyt fr Blei-Akkumulatoren 1 Konzentration . 2 6.2 Verun

4、reinigungen von Fllsure und Betriebssure 2 5 Physikalische Eigenschaften von verdnnter Schwefelsure als Elektrolyt 1 7 Physikalische und chemische Prfungen . 2 5.1 Abhngigkeit der Suredicht 1 7.1 Probenahme 2 5.2 Dichtekorrektur von Metemperatur auf Nenn- 7.2 Physikalische Prfungen . 2 temperatur 1

5、7.3 Chemische Prfungen 3 1 Anwendunasbereich Fr die im Zeitpunkt der Messung der Elektrolytdichte auf- - Diese Norm gilt fr verdnnte Schwefelsure als Elektrolyt fr Blei-Akkumulatoren,z. B.aus dem Bereich der Fahrzeug- tretende, von der Nenntemperatur abweichende Tempera- tur gelten Temperaturkorrekt

6、urfaktoren (siehe Tabelle 2). - antriebsbatterien, der ortsfesten Batterien und Starterbat- 4 Herstellung von terien. 2 Zweck Der Elektrolyt wird aus Schwefelsure hherer Konzentra- tion durch Eingieen in gereinigtes Wasser hergestellt Zielsetzung dieser Norm ist es, Kenngren fr die Zusam- (siehe DIN

7、 43 530 Teil und Teil 4), mensetzung, Reinheit und Eigenschaften des Elektrolyten festzulegen. Weiterhin werden Prfungen fr Verunreini- 5 Physikalische Eigenschaften von Elektrolyt fr Blei-Akkumulatoren gungen im Elektrolyten angegeben. verdnnter Schwefelsure als Elektrolyt 3 Nennsauredichte, Abhngi

8、gkeit von der Bauart Die Nenndichte des Elektrolyten fr Blei-Akkumulatoren ist entsprechend dem Verwendungszweck vom Batterieher- steller festgelegt und auf eine Nenntemperatur bezogen. Tabelle 1. Nenndichte 1) kgli die zulssigen Grenzwerte werden vom Batterie-Hersteller fr die verschiedenen Anwendu

9、ngsgebiete angegeben. 6 Reinheitsforderungen an Schwefelsure als Elektrolyt 6.1 Die Reinheit der Schwefelsure hherer Konzentration mu so beschaffen sein,da nach Verdnnung mit Wasser auf Werte von 1,20 kgll bis 1.28 kgll als Fllsure auf keinen Fall die Werte der Tabelle 4 berschritten werden. 6.2 Ver

10、unreinigungen von Fllsure und Betriebssure Die zur Befllung von Blei-Batterien verwendete Schwefelsure mu klar und farblos sein. Die in der Sure enthaltenen Ver- unreinigungen drfen keine der in Tabelle 4 angegebenen Mengen berschreiten. Es wird empfohlen, den Elektrolyten von Blei-Batterien zu erne

11、uern, wenn eine der in Tabelle 4 angegebenen Menge von Ver- unreinigung fr Sure berschritten wird (gilt nicht fr Starterbatterien). Verunreinigungen von Schwefelsure hherer Konzentration 7 Physikalische und chemische Prfungen 7.1 Probenahme Eine fr die Analyse bzw. Prfung ausreichende Probemenge ist

12、 zu entnehmen. Die Probemenge der Betriebssure ist gelade- nen Zellen zu entnehmen. Die Proben sind in verschlossenen Behltern (Schraubflaschen) aus Polythylen,Polypropylen oder anderen geeigneten Kunststoffgefen aufzubewahren und zu transportieren. 7.2 Physikalische Prfungen 7.2.1 Zulssig sind Mess

13、ungen mittels Hebersuremesser (Arometer), Pyknometer, hydrostatischer Waage und titrimetrischer Verfahren. Fr den praktischen Betrieb reicht die Messung mit Hebersuremesser aus. 7.2.2 Messung mit Hebersuremesser Der Hebersuremesser (Arometer) soll bezglich der Fehlergrenzen DIN 43 539 Teil 1 entspre

14、chen. Die zu messende Schwefelsure wird mittels Hebersuremesser angesaugt. Das Arometer schwimmt in der angesaugten Sure auf. Die an der Arometerskala ablesbare Eintauchtiefe ist ein Ma fr die Dichte der Sure und wird anhand der Skate, z. B. mit Skalenteilungswert 0,005 kgll, abgelesen. Das Arometer

15、 mu6 in der Sure frei und senkrecht aufschwimmen. Wenn die Suretemperatur von der Nenntemperatur abweicht, sind gegebenenfalls Korrekturen nach den Abschnitten 5.1 und 5.2 vorzunehmen. 7.2.3 Titrimetrisches Verfahren Zur titrimetrischen Bestimmung des Gehaltes an Schwefelsure im Elektrolyt -als Mass

16、enanteil in Oh angegeben - kann eine Sure-Lauge-Titration durchgefhrt werden, die konduktometrisch oder potentiometrisch erfolgen kann. Die Schwefelsure- gehalte werden nach Tabelle 3 in Dichtewerte umgerechnet. Verfahren zur Prfung von Dichte bzw. Schwefelsurekonzentration DIN1 DIN 43530 TEIL 2 87

17、W 2794442 00b9442 983 W Kupfer Sonstige Metalle der Schwefelwasserstoffgruppe, z. B. Arsen, Antimon, Wismut, Zinn einzeln jedoch zusammen DIN 43 530 Teil 2 Seite 3 0,5 2 5) 1 5) Tabelle 4. Zulssige Verunreinigung verdnnter Schwefelsure als Fllsure brw. Betriebssure fr Bleibatterien im Dichtebereich

18、von 1.20 kgil bis 1,28 kg/L Mangan, Chrom, Titan einzeln Eisen 02 30 Stickstoff in anderer Form, z. B. Salpetersure 10 GI hrckstand 250 Verunreinigungen Fllsure F Betriebssure mgil max. Lfd. Nr 1 Platinmetalle I 0,05 n.n. 1) 3) n.n 3) z 3 4 Antimon a) Gro-IGroE-IOGi-Zellen b) Gis-IPzS-IOPzS-Zellen e

19、ntfllt entfllt 5 6 1 O0 7 Sonstige Metalle der Ammoniumsulfidgruppe, z. B. Kobalt, Nickel 3) (auer Aluminium, Zink) einzeln jedoch zusammen 1 2 1 2 15 200 500 entfllt 8 Halogenide (berechnet als Chlorid) a) Gro-IGroE-IOGi-Zellen b) Gis-IOPzS-Zellen c) PzS-IPzF-Zellen d) Starter-Batterien 9 I 50 Stic

20、kstoff in Form von Ammonium-Ionen 50 10 104) 11 Flchtige organische Suren (berechnet als Essigsure) 1. 20 20 12 Oxidierbare organische Substanzen (berechnet als KMn04-Verbrauch) I 30 30 13 800 1) Platinmetall und Kupfer knnen bei einer mit diesen Elementen verunreinigten Batterie im Elektrolyten nic

21、ht nachge- wiesen werden, weil diese am Blei der negativen Elektrode abgeschieden werden. Bei Einwirkung dieser Schadstoffe wird daher eine erhhte Selbstentladung festgestellt (n.n. = nicht nachweisbar). 2) Bei einer durch Antimon verunreinigten Zelle ist der Schadstoff regelmig durch Adsorption an

22、die positive Masse bzw. Abscheidung an die negative Masse gebunden. Beim Entladen wird Antimon aus der positiven Masse herausge- lst. Da in einer geschdigten Zelle das Antimon meistens nur schwierig im Elektrolyten nachzuweisen ist, empfiehlt sich eine Analyse des Elektrolyten einer entladenen Zelle

23、, da hierin die Werte erhht sind. Die Grenzwerte sind neu fest- zulegen. 3) In der Regel sind Schden an der Batterie durch diese Metalle durch einen Elektrolytwechsel nicht zu beheben. 4, Stickstoff, der in Form von Salpetersure an der negativen Elektrode zu Ammoniak reduziert wird. 5) Ausgenommen B

24、lei 6) Ausgenommen Blei und Antimon 7.3 Chemische Prfungen Fr die Durchfhrung der chemischen Prfung sind qualitative und quantitative Prfungen angegeben (siehe Erluterungen). Die qualitative Prfung ist der quantitativen Prfung vorgeschaltet. Bei Abwesenheit der zu bestimmenden Verunreinigung entfllt

25、 die quantitative Prfung (siehe Erluterungen). 7.3.1 7.3.1.1 10 ml Schwefelsure sind mit 1O0/oiger KOH-Lsung vorsichtig (Wrmeentwicklung) zu neutralisieren; 4 g KOH p. a., in 10 ml H20 (Wasser) gelst, sind zuzusetzen und dann mit einigen Tropfen frisch zubereiteter, farbloser Lsung von Natriumsulfid

26、 zu versetzen. Treten Verfrbungen oder Niederschlge auf, sind Metalle der Schwefelwasserstoff- undIoder der Ammonium- sulfidgruppe anwesend. Qualitative Prfung von konzentrierter Schwefelsure und Fllsaure auf Reinheit Prfung auf Metalle der Schwefelwasserstoff- und der Ammoniumsulfidgruppe gemeinsam

27、 DIN1 DIN 43530 TEIL 2 87 2794442 0069443 81T Seite 4 DIN 43 530 Teil 2 7.3.1.2 Prfen auf Mangan 50 ml der auf eine Dichte von 1.18 kgli verdnnten Schwe- felsure werden mit etwa 5 mi 0,50ioiger Silbernitratlsung und mit etwa U,5 g K2S208 (Kaliumperoxodisulfat) oder etwa 0,5 g (NH4)2S20 (Ammoniumpero

28、xodisulfat) ver- setzt und 10 min auf dem Wasserbad auf 100C erhitzt. Es darf sich keine Rosafrbung ergeben. 7.3.1.3 Prfung auf Eisen Es wird eine Probe (6 ml im Reagenzglas) der auf Dichtevon 1,18 kgli verdnnten Schwefelsure mit ein paar Tropfen im Verhltnis 1 : 1 mit destilliertem Wasser verdnnter

29、 chlor- freier Salpetersure kurz aufgekocht, abgekhlt und mit 10 bis 15 Tropfen 80Yoiger Kaliumthiocyanatlsung versetzt; die Sure darf hchstens einen blassen roten Schimmer zeigen. Falls eine starke Rotfrbung eintritt, ist eine quanti- tative Untersuchung erforderlich. 7.3.1.4 Prfung auf Chlorid 6 m

30、l der auf eine Dichte von 1,18 kgll verdnnten Schwefel- sure sollen nach Zusatz mit 5 Tropfen Soioiger Silbernitrat- Isung, die mit einigen Tropfen reiner chlorfreier Salpeter- sure angesuert ist, klar bleiben. 7.3.1.5 Prfung auf Ammoniak Eine Probe von 6 ml der auf die Dichte von 1,18kgll verdnn- t

31、en Schwefelsure wird mit 5 ml 40Voiger Natronlauge ver- setzt. Nach Zusatz von 5 bis 10 Tropfen Nesslers Reagenz darf sich kein flockiger brauner Niederschlag -hchstens eine geringe gelbe Frbung -zeigen. 7.3.1.6 Prfung auf Salpetersure Eine Probe von 5 mi der auf eine Dichte von 1,18 kgll ver- dnnte

32、n Schwefelsure wird mit 2 ml gesttigter Lsung von Eisen-(11)-Sulfat versetzt und mit 5 ml reiner konzen- trierter Schwefelsure unterschichtet. An der Berhrungs- zone darf sich kein rotbrauner Ring zeigen. 7.3.1.7 Prfung auf organische Substanzen 7.3.1.7.1 Eine Probe von 3 ml der konzentrierten Schwe

33、- felsure darf sich beim Erhitzen bzw. beim Wegkochen des Wassers bis zum Auftreten weier Schwefelsuredmpfe nicht dunkel frben (nichtflchtige Substanzen). 7.3.1.7.2 Ist organische Substanz vorhanden, so ist in der Regel auch eine Bestimmung flchtiger, organischer Sub- stanzen nach Abschnitt 7.3.2.4

34、durch Destillation erforder- lich. 7.3.2 Quantitative Bestimmung von konzentrierter Schwefelsure, Fllsure und Betriebssaure auf Reinheit 7.3.2.1 Bestimmung von Metallen der Schwefelwasser- Folgende Elemente sollten mittels Atomabsorption-Spek- tralfotometrie (AAS) bestimmt werden: Kupfer, Wismut, Ar

35、sen, Antimon, Zinn, Platin (Schwefelwas- serstoffgruppe) und Kobalt, Eisen, Mangan, Zink, Nickel (Ammoniumsulfidgrupe) in Anlehnung an DIN 38406Teil21 bzw. fr Arsen DIN 38405Teil 12. 7.3.2.2 Bestimmung von Gesamtchlor einschlieElich HCi04 Perchlorat wird durch Titan-(111)-Lsung zu Chlorid redu- zier

36、t, dieses wird argentometrisch bestimmt. 7.3.2.3 Bestimmung von Stickstoff in Form von NH3 Schwefelsure wird mit Natronlauge in einem Destillations- kolben neutralisiert, mit einem berschu an Natronlauge versetzt und in eine Vorlage, die Salzsure-Lsung enthlt, berdestilliert. 7.3.2.4 Bestimmung von

37、Nitrat-Stickstoff Nach DIN 38405Teil 9. 7.3.2.5 Bestimmung des Gehaltes an flchtigen, organischen Suren Flchtige, organische Suren werden in eine Vorlage mit Wasser berdestilliert, mit Natronlauge titriert und als Essigsure berechnet. 7.3.2.6 Bestimmung oxidierbarer, organischer Substanz Oxidierbare

38、,organische Substanz wird in saurer Lsung mit Kaliumpermanganat-Lsung titriert. 7.3.2.7 Bestimmung des Glhrckstandes Es wird eine ausreichende Probemenge der Sure in einer Platinschale zur Trockne eingedampft. Anschlieend wird die Schale 30min bei 700C geglht und nach Abkhlung der Glhrckstand gewoge

39、n. stoff- und der Ammoniumsulfidgruppe DIN1 DIN 43530 TEIL 2 87 2794442 0069444 756 9 DIN 43 530 Teil 2 Seite 5 Zitierte Normen DIN 38405 Teil 9 DIN 38405 Teil 12 DIN 38 406 Teil 21 Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung; Anionen (Gruppe D); Bestimmung des Nitrat-I

40、ons (09) Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung; Anionen (Gruppe D); Bestimmung des Arsens (D 12) Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-,Abwasser- und Schlammuntersuchung; Kationen (Gruppe E); Bestimmung von neun Schwermetallen (Ag, Bi, Cd,Co,Cu, Ni, Pb,TI,Zn) nach

41、 Anreicherung durch Extrak- tion (E21) Akkumulatoren; Elektrolyt und Nachfllwasser; Allgemeines Akkumulatoren; Elektrolyt und Nachfllwasser; Wasser-und Nachfllwasserfr Blei-Akkumulatoren und alkalische Akkumulatoren Akkumulatoren; Prfungen; Allgemeines und allgemeine Prfungen DIN 43 530 Teil 1 DIN 4

42、3 530 Teil 4 DIN 43 539 Teil 1 Weitere Normen und andere Unterlagen DIN 19260 pH-Messung; Allgemeine Begriffe DIN 19618 DIN 38406 Teil 8 DIN 38 406 Teil 19 DIN 38409 Teil 2 Schwefelsure zur Wasseraufbereitung; Technische Lieferbedingungen Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-,Abwasser- und Schlammu

43、ntersuchung; Kationen (Gruppe E); Bestimmung von Zink (E 8) Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-,Abwasser- und Schlammuntersuchung; Kationen (Gruppe E); Bestimmung von Cadmium (E 19) Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlarnmuntersuchung; Summarische Wir- kungs- und Stoffkenngr

44、en (Gruppe H); Bestimmung der abfiltrierbaren Stoffe und des Glhrck- standes (H 2) Bestimmung fr Akkumulatoren und Batterie-Anlagen der Berufsgenossenschaften der Chemischen Industrie ber das Arbeiten mit tzenden Stoffen 1) Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushaltes (Wasserhaushaltsgesetz) 2) a DIN VDE

45、 0510 Merkblatt G3 WHG GGVS Gefahrengutverordnung Strae 3, Frhere Ausgaben DIN 57510NDE 0510: 01.77 nderungen Gegenber DIN 57 510/VDE 0510/01.77 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Festlegungen ber Elektrolyte und Wasser und Nachfllwasser bernommen. b) Festlegung der Nenntemperatur fr Elektrol

46、yt auf 25C. c) Inhalt vollstndig berarbeitet. Erluterungen Diese Norm wurde ausgearbeitet vom Komitee 371 ,Akkumulatoren“ der Deutschen Elektrotechnischen Kommission im DIN und VDE (DKE). In dieser Norm sind physikalische und chemische Prfungen angegeben, um eine Aussage ber den Reinheitsgrad und di

47、e Eignung von Schwefelsure als Elektrolyt fr Blei-Akkumulatoren machen zu knnen. Die Angaben ber chemische Prfungen sind im Sinne von Empfehlungen gemacht; die Wahl der geeigneten Verfahren ist jedoch dem Anwender dieser Norm insofern freigestellt, eigene bestehende apparative Mglichkeiten auszunutz

48、en, damit die in den einzelnen Teilen dieser Norm angegebenen Werte zu Reinheit und Dichte mit ausreichender Sicherheit bestimmt werden. Bisher gibt es zu diesem Thema noch keine internationale Normung, es wird jedoch bereits bei der IEC TC 21 ,Akkumulato- ren“, Arbeitsgruppe 3, darber beraten. Das

49、Nationale Deutsche Komitee wird den Inhalt dieser Norm in die internationale Diskussion einbringen. Die Deutsche Norm wird zu gegebener Zeit den Festlegungen bei IEC angepat. Internationale Patentklassifikation HO1 M 10/10 1) Zu beziehen durch: Verlag Chemie GmbH, 6940 Weinheim 2) Zu beziehen durch: Bundesgesetzblatt, Postfach