Allgemeine Chemie
Buchtipp
Taschenbuch Chemische Substanzen
A. Willmes
29.95 €

Buchcover

Anzeige
Stichwortwolke
forum

Zurück   ChemieOnline Forum > Naturwissenschaften > Chemie > Allgemeine Chemie

Hinweise

Allgemeine Chemie Fragen zur Chemie, die ihr nicht in eines der Fachforen einordnen könnt, gehören hierher.

Anzeige

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
Alt 01.07.2009, 16:53   #1   Druckbare Version zeigen
Franz_N Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
Achtung verdünnte Säure: H3O+ Ionen verdampfen? Was passiert mit den Ladungen?

Hallo,

ich bin Elektro-Ingenieur und tüftle zur Zeit an einem Dampfelektrolyseur herum.
Da meine Chemie-Kenntnisse beschränkt sind, wende ich mich an Euch und hoffe Hilfe zu bekommen.
Meine Frage:
Wenn ich eine Säure, z.B. Salzsäure (HCl) oder Zitronensäure (C6H8O7) in Wasser löse, bilden sich Ionen. Im Falle der Salzsäure sind es H+ und Cl-, wobei sich das H+ sich gleich mit einem H2O Molekül zu H3O+ verbindet.
Was passiert nun, wenn ich die Lösung verdampfe?
Verdampfen die H3O+ Ionen zusammen mit dem Wasser? Nehmen sie die positive Ladung mit oder verdampfen sie als ungeladenes H3O?
Oder verdampfen die Ionen gar nicht? D.h. sie geben ihr H+ wieder ab und verdampfen als H20? Ich habe mal gelesen, dass die Ionen verdampfen also von H30+(fl) zu H3O+(g) werden, aber so ganz kann ich mir es nicht vorstellen, da dann ja nur Cl zurückbliebe...

Mein Ziel ist es ein Ionen-reiches Gas zu erhalten. Wie erreiche ich das?

Grüße

Franz
Franz_N ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.07.2009, 17:12   #2   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: verdünnte Säure: H3O+ Ionen verdampfen? Was passiert mit den Ladungen?

Hallo und willkommen,

die Ionen verdampfen natürlich nicht mit.
Im Falle der Salzsäure wird gasförmiger Chlorwasserstoff, also kovalent gebundenes, molekulares HCl mit entweichen. Im Falle der Zitronensäure gar nichts, es wird nach dem Abdampfen ein fester Rückstand aus Zitronensäure übrig bleiben. Genau dasselbe passiert auch, wenn du Lösungen von ionischen Salzen eindampfst. Kochsalz (Natriumchlorid; NaCl) enthält in der Lösung Na+ und Cl- Ionen. Beim Eindampfen verdampfen die nicht mit. Wenn die Lösung soweit eingeengt ist, dass die Löslichkeit des NaCl überschritten ist, tun sich die Ionen wieder zum Feststoff zusammen. Beim vollständigen Eindampfen bleibt dann nur festes NaCl wieder übrig. Kleine Mengen Salz können beim Eindampfen als Aerosol mit Wassertröpfchen entweichen, aber das sind keine bedeutenden Mengen.

Die Temperatur, die nötig wäre, NaCl selbst zu verdampfen ist so hoch, dass du den Versuch, sie zu erreichen, gleich bleiben lassen kannst.

Ionen in der Gasphase kann man z.B. durch elektrische Entladung in Gasen unter verringertem Druck erzeugen.

Was versprichst du dir von einem "ionen-reichen Gas" ? (einem Plasma)

Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Plasma_(Physik)
lg
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige
Alt 01.07.2009, 18:55   #3   Druckbare Version zeigen
Franz_N Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: verdünnte Säure: H3O+ Ionen verdampfen? Was passiert mit den Ladungen?


vielen Dank für die ausführliche Antwort.

Was verspreche ich mir von einem Ionenreichen Gas?

Um daszu beantworten, muss ich etwas ausholen:

Ich arbeite an einem System, das die Effizienz von Verbrennungsmotoren steigern soll.
Etwa ein viertel der Energie aus dem Kraftstoff wird in mechanische Arbeit umgewandelt. Der Rest geht in Form von Wärme verloren. Kann man diese Energie nicht irgendwie nutzen?

Ein amerikansicher Erfinder, Paul Pantone, hat einen Kraftstoffreformer erfunden, den er "GEET Fuel Reformer" oder "Plasma Reaktor" nennt. Die Patente und Pläne zum GEET Kraftstoffreformer stehen frei im Internet zur Verfügung.
Dieser "Kraftstoffreformer" nutzt die Abwärme des Motors, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Dieses Gas wird zusammen mit dem Kraftstoff dem Motor zugeführt und bewirkt dadurch eine deutliche Verringerung des Kraftstoffverbrauchs.

Dieses Verfahren ist nicht neu und keine Zauberei - Dampfreformierung (Steam reforming) existiert seit dem 19. Jahrhundert.

Funktioniert ein solches System oder nicht? Was ist an der ganzen Geschichte wahr? Die beste Antwort gibt ein eigener Nachbau. Ich habe ein 4,5 kW Stromaggregat zu einem Kraftstoffreformer umgebaut und untersuche es unvoreingenommen und nach wissenschaftlichen Maßstäben.

Hier eine Webseite, die sich mit der Theorie befasst:
http://quanthomme.free.fr/qhsuite/separionfluidmouv.htm (babelfish hilft übersetzen)

Hier eine sehr aussagekräftige Skizze: http://www.geet.nl/images/vortex.gif

Und hier mein Proof of concept:
http://www.youtube.com/user/JohnsEngine

In dem System kreist ein "ionisiertes Gas" durch die Lorentz-Kraft beschleunigt um einen magnetischen Stab. Was weiter passiert, siehe o.g. link.

Mit welchem Verfahren erhalte ich am besten ein "ionisiertes Gas"? Andere Experimentierer verdampfen ein Salzwassergemisch. Aber wie Du ja bereits erwähnt hast, verdampfen die Ionen in der Regel nicht. Also der Dampf einer Salzlösung oder einer verdünnten Säure, ist nicht ionisiert. Korrekt?

-------------------

Bitte komm mir jetzt nicht mit "ist doch alles Humbug". So eine Einstellung kann man sich als Ingenieur nicht leisten. Ich bin der Meinung diese Erfindung hat ein großes Potential. Ob es auch wirklich funktioniert, das finde ich zur Zeit heraus.
Franz_N ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.07.2009, 19:05   #4   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: verdünnte Säure: H3O+ Ionen verdampfen? Was passiert mit den Ladungen?

Zitat:
Zitat von Franz_N Beitrag anzeigen
Also der Dampf einer Salzlösung oder einer verdünnten Säure, ist nicht ionisiert. Korrekt?
Ja, korrekt.
Der einzige Weg, ein Plasma zu erzielen, ist durch elektrische Entladungen.
Es am Leben erhalten ist eine andere Frage; das geht mit elektromagnetischen Feldern. Zum Beispiel in der heimischen Mikrowelle (die zu diesem Zweck ein bisschen "umgebaut" werden muss ).
In dem Zusammenhang könnte es dich vielleicht interessieren, wie ein ICP (inductively coupled plasma) funktioniert, wie es in der chem. ANalytik in Spektrometern verwendet wird. Ein Edelgasplasma wird dabei durch eine Hochspannungsentladung gezündet und dann durch ein starkes elektromagnetisches Feld unterhalten und auf eine helikoïdale Bahn gezwungen.

Zitat:
Bitte komm mir jetzt nicht mit "ist doch alles Humbug".
Ich habe nichts derartiges gesagt, oder ?
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.07.2009, 19:50   #5   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: verdünnte Säure: H3O+ Ionen verdampfen? Was passiert mit den Ladungen?

Zitat:
Zitat von ricinus Beitrag anzeigen
... Zum Beispiel in der heimischen Mikrowelle (die zu diesem Zweck ein bisschen "umgebaut" werden muss )...
In der Küche schafft man dies mit einer frischen halben Weintraube in der Mikrowelle, die nicht ganz geviertelt, und deren Viertel auseinandergeklappt werden. Für 1-2s gibt es tolle Plasmafackeln...

(Offenbar wirken die Traubenstücke wie ein Dipol)

Was mir fehlt, ist ein passendes Gericht hierfür.
  Mit Zitat antworten
Alt 01.07.2009, 21:54   #6   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: verdünnte Säure: H3O+ Ionen verdampfen? Was passiert mit den Ladungen?

Zitat:
Zitat von hw101 Beitrag anzeigen
Für 1-2s gibt es tolle Plasmafackeln...
Tja, die Kunst besteht eben darin, eine stabile (einigermassen) Plasmakugel zu erzeugen.
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.07.2009, 13:20   #7   Druckbare Version zeigen
Franz_N Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: verdünnte Säure: H3O+ Ionen verdampfen? Was passiert mit den Ladungen?

Hallo,
vielen Dank für die Antworten.
Ich habe nun nochmal mit einem der Experimentierer gesprochen, der sich schon länger mit der Sache beschäftigt, und er sagt, dadurch dass die Flüssigkeit relativ schnell verdampft wird und anschließend sehr schnell auf eine hohe Temperatur von einigen hundert Grad Celsius gebracht wird, entstehen durchaus marginale Mengen an ionisierten Gasmolekülen. Diese marginale Menge an ionisiertem Gas (also Gasmoleküle, die eine Ladung zuviel oder zuwenig haben) reicht für eine Reaktion aus und angeblich wird die Menge an ionisiertem Gas durch eine Salzlösung erhöht, zwar nur in ganz kleinen Mengen aber ausreichend.
Das ist seine Aussage. Ich weis nicht ob das stimmt.
Was sagt ihr dazu?

Und kann man bei Gasmolekülen, die eine Ladung zuviel oder zuwenig haben, schon von Plasma sprechen?
Franz_N ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.07.2009, 13:39   #8   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: verdünnte Säure: H3O+ Ionen verdampfen? Was passiert mit den Ladungen?

Zitat:
Zitat von Franz_N Beitrag anzeigen
Und kann man bei Gasmolekülen, die eine Ladung zuviel oder zuwenig haben, schon von Plasma sprechen?
Das ist Ansichts- und Definitionssache :
Zitat:
Zitat von wikipedia
Ionisierungsgrad

Der Grad der Ionisierung des Plasmas ist eine weitere charakteristische Eigenschaft. Der Ionisierungsgrad gibt den Anteil der Gasatome an, die durch Ionisation Elektronen abgegeben haben. Die Saha-Gleichung beschreibt dabei den Grad der Ionisierung dieses Plasmas als Funktion der Temperatur, der Dichte und der Ionisierungsenergien der Atome.

Thermische Plasmen mit hoher Temperatur (beispielsweise Sonnenkorona) sind fast vollständig ionisiert.
Bei technisch hergestellten Niederdruckplasmen dagegen liegt der Grad der Ionisierung maximal bei wenigen Promille.
Ob man das, was du machst, als Plasma bezeichnen kann oder nicht, ist schliesslich auch nicht wichtig - es zählt allein, ob es deinen Zweck erfüllt, und das kann niemand jetzt beurteilen.

Ich verstehe auch nicht, weshalb bei deiner "Erfindung" ein Plasma vonnöten sein soll - soweit ich verstehe, nutzt Du die Abwärme des Verbrennungsmotors, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen. Dieses an sich zündfähige Gemisch willst du dem Motor wieder zuführen. Dass das Gemisch als Plasma vorliegt, ist doch gar nicht nötig. Ein Gemisch aus molekularem Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis 2:1 liefert bei Zündung auch so eine Menge Energie.
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.07.2009, 15:03   #9   Druckbare Version zeigen
Franz_N Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: verdünnte Säure: H3O+ Ionen verdampfen? Was passiert mit den Ladungen?

Ricinus, meric für die Info.

Es ist übringens nicht meine "Erfindung" sondern die patentierte Erfindung von jemand anderem. Ich baue sie nur nach und führe ein Proof of concept durch.

Das Plasma ist nötig um das Gas aufzuspalten und um ein Plasma zu erhalten ist alles da, hohe Temperatur, niedriger Druck und ein Katalysator.
Das aufgespaltene Gas würde aber gleich wieder rekombinieren, wenn es abkühlt, wenn da nicht das elektrische Feld wäre.
Das elektrische Feld baut sich auf, da die Ionen, die sich in dem Plasma bilden um den im dem Wärmetauscher befindlichen magnetischen Stab kreisen (durch die Lorentzkraft beschleunigt).
Durch die Zentripedalkraft werden die schwereren und in diesem Fall negativ geladenen Sauerstoffatome nach aussen zum Rohr befördert, sie laden das Rohr des Wärmetauschers auf und dadurch bildet sich ein elektrisches Feld zwischen Rohr und Stab, was ähnlich in einem Dampfelektrolyser die Oxydionen und die Hydrogenionen voneinander trennt.

So die Theorie.

Um das Ganze in Gang zu bringen sind anfangs marginale Mengen von Ionen notwendig.

Verstehst Du?
Grüße
Franz
Franz_N ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige


Antwort

Lesezeichen

Stichworte
h3o+, ladungen, säure, verdampfen

Themen-Optionen
Ansicht

Gehe zu

Ähnliche Themen
Thema Autor Forum Antworten Letzter Beitrag
Was passiert mit den Schneeresten? Wildcat Allgemeine Chemie 30 24.04.2010 19:28
Malaria: Was passiert am 1;2;3;4; Tag mit den Roten Blutkörperchen? Superkalifragilistisch Biologie & Biochemie 2 12.04.2010 18:44
Was passiert mit flüssigstickstoff, wenn man den behälter nicht isoliert? milchknilch Physik 9 17.01.2010 21:33
Denaturierung: was passiert genau chemisch mit den eiweißen? Bittersweet Biologie & Biochemie 1 16.05.2009 18:30
Was passiert mit den Elektroden im Luftbefeuchter? Micmac Allgemeine Chemie 1 13.12.2008 16:46


Alle Zeitangaben in WEZ +2. Es ist jetzt 03:50 Uhr.



Anzeige