この記事では自動車用バッテリーを構成する要素の一つである「電解液」について解説します。
電解液とは？
一般的に、「電解液」というのは、「溶媒の中にイオンになるような物質を溶かして、電気が通るようになった溶液のこと」を言います。
中学や高校の化学で勉強していれば、少しは記憶があるんじゃないかと思います。
小学校の自由研究でレモン等の食べ物に金属板を刺して電池実験をした記憶はないでしょうか。
例えばレモン電池であれば、レモン汁が電解液になって、イオン中の電子を授受することで電気が流れるわけです。
話を鉛バッテリーに戻しますが、鉛バッテリーの場合は電解液に「希硫酸」を使用します。
鉛蓄電池を英語にすると、「Lead Acid Battery」と言い、直訳すれば「鉛酸電池」となり、この酸の部分が希硫酸を意味しています。
では続いて希硫酸というのはどんなものかを説明していきます。
鉛バッテリーの電解液は希硫酸
鉛バッテリーに使われる電解液の希硫酸は、濃硫酸と水を混合して濃度を調整して作られます。
中学校の理科を思い出してください。濃硫酸と水で希硫酸を作るという問題があったと思います。
濃硫酸と水どっちから入れる？っていうアレです。
なんとなく思い出しましたか？
ちなみに、先に入れるのは水のほうでしたね。濃硫酸は水と混合されるときに熱を発するので、濃硫酸を先に入れてあとから水を入れてしまうと少量の水がすぐに沸騰してしまって危険という話でした。
話を戻していきます。
水との混合によって作られる希硫酸の濃度は「比重」という水に対しての重さの比を使って調整されます。
鉛バッテリーは満充電時に電解液温度20℃で「希硫酸比重が1.28程度」になるように調整して使われています。
続いては希硫酸電解液の比重と濃度の関係について説明します。
電解液の比重と濃度の関係
電解液の比重と硫酸濃度は以下のような関係になっています。
比重が1.00という状態はまさに水だけの状態で、そこに硫酸が加わることで比重が増加します。
鉛バッテリーの満充電状態では、比重は1.28、硫酸濃度は重量％濃度で37.4％程度となります。
100gの硫酸水溶液があれば、37.4gが硫酸、残りが水という状態ですね。
このように鉛バッテリーは希硫酸ではあるものの比較的濃度の高い硫酸を使いますのでその取扱には注意が必要です。
続いては硫酸を取り扱うときの注意を説明します。
硫酸を取り扱うときの注意
希硫酸は毒物劇物取締法で劇物に指定されています。取り扱う場合には注意事項を守って作業しなければなりません。
バッテリーでは安全取扱いに関する絵文字が使われています。国際規格で制定されており、絵文字にすることで様々な地域で認識できるようになっています。
硫酸取り扱いに関するものをピックアップしました。
左の方はメガネを着用して作業しましょうという絵文字ですね。
安全作業において保護メガネは特に重要です。
劇物である硫酸が万が一に目に入った場合、最悪失明の恐れがあります。
バッテリーの液口栓を開けて電解液比重を測定したり、液を補充するような作業をする場合は必ず保護メガネを着用してください。
右の方は硫酸注意の絵文字です。若干わかりにくくてわたしも正直絵の意味を理解していないですが、「硫酸が目に入ったら失明の恐れがある」、「皮膚に触れたら火傷の恐れがある」といったことを表すもののようです。
希硫酸が手に触れてもすぐに洗い流せばやけどに至るようなことはありません。
しかし、希硫酸に触れた状態で放置してしまうと、時間とともに水分が蒸発し濃硫酸の状態になります。濃硫酸は周りの水分を奪い皮膚がやけどしたような状態になってしまいます。
硫酸が手についてしまっても焦らずすぐに洗い流すようにしましょう。
そして、万が一目に入ってしまった場合でも、すぐに目を流水で洗い流してください。15分ほどは続けたほうがいいと言われています。応急処置の目洗い後に眼科を受診することを忘れないでください。
目に入ったのがほんの飛沫程度であれば洗い流すことだけで大事に至ることはないですが、万が一を考えて眼科を受診しましょう。
