Leitsalz Wasserelektrolyse

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo,

ich möchte schnell (!) einen Versuchsstand zur Wasserlektrolyse bauen.
Die zu untersuchenden C-Elektroden sind relativ groß und mit massiven Stahlschrauben kontaktiert. Ich kann nicht verhindert, daß der Stahl immer ein bisschen mit dem Medium in Kontakt kommt. Aus diesem Grund scheidet Schwefelsäure aus.

Die Anlage soll nicht für die Ewigkeit gebaut sein - deswegen möchte ich mir eine Platinierung der Kontakte sparen. Selbst eine leichte (!) Zersetzung der Stahlkontakte ist akzeptabel.
Meine Frage: was kann man sinnvollerweise ins Wasser werfen um die Leitfähigkeit zu erhöhen?

Danke,
Steffen

#2

Moin,

Aus diesem Grund scheidet Schwefelsäure aus.

ähm, Du brauchst keine 10 %ige Lösung.
Ein paar Tropfen genügen und die sollte ein Feldwaldundwiesenstahl aushalten.

Ansonsten wäre Kalium- oder Natriumsulfat oder Nitrat auch geeignet.

Gandalf

#3

Hallo Gandalf

Aus diesem Grund scheidet Schwefelsäure aus.

ähm, Du brauchst keine 10 %ige Lösung.

Auf eine Empfehlung hin hatte ich alle Bauteile mal mit 0,25 M getestet. Die Reaktion an der Schraube war sehr heftig; der Rest der Ausrüstung scheint diese Konzentration gut auszuhalten.

Ansonsten wäre Kalium- oder Natriumsulfat oder Nitrat auch
geeignet.

Danke.

Steffen

#4

Hallo,

zur Umgehung eines Schwefelsäure- oder Sulfat- Zusatzes kann man auch eine Kationenaustauscher-Membran verwenden und Reinwasser elektrolytisch spalten, siehe:

http://www.chemieunterricht.de/dc2/iat/h2oelem.htm

watergolf

#5

Seltsam
Hallo Gandalf bzw. jemand der sich vielleicht auskennt,

die Anlage ist soweit zusammengeschraubt und hat einen Testlauf mit stark verdünnter Schwefelsäure hinter sich - allerdings mit einem seltsamen Ergebnis:
Theoretisch sollte das Volumenverhälnis der Gase an Kathode und Anode ja bei 2:1 liegen. Tut es aber nicht. An der Anode entsteht kaum Gas - bzw. es perlt nach oben und löst sich rasch wieder.

Ich hatte anfangs an eine erhöhte Löslichkeit von O2 ggüber H2 gedacht, aber rechnerisch dürfte es sich ungefähr ausgehen zwischen beiden Gasen.
Ich stehe etwas auf dem Schlauch. Vielleicht kann mir jemand weiterhelfen?
Achso: beim Testlauf hatte ich lediglich 15 mM H2SO4 eingesetzt wodurch der Widerstand etwas hoch war (I=0,4 A, V=11 V).

Gruß, Steffen

#6

Huhu!
Idee an die ich selbst nicht ganz glaube:

Kann es sein, dass die C-Anode mit O2 zu CO2 reagiert? So lange bis die Lösung dann an CO2 gesättigt ist, verschwinden die Bläschen dann ja wieder.

Nur eine erste Idee. Ich bin mir nicht sicher, ob Kohlenstoffanoden unter den Reaktionsbedingungen der Elektrolyse mit Sauerstoff reagieren, ich denke eher nicht. Aber einen anderen Vorschlag hab ich grad nicht parat :wink:

Vielleicht / Hoffentlich hat jemand anders ne bessere Lösung.

Gruß

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#7

Hallo Stefan,

herzlichen Dank für Deine Antwort!
Das ist ja witzig, an CO2 hatte ich ebenfalls kurz gedacht - und den Gedanken schnell wieder verdrängt. Schließlich sind C-Anoden Stand der Technik…
Ich bin kein Elektrochemiker, aber jetzt sind wir schon mal zu zweit :wink:
Vielleicht ist ja doch was dran…

Viele Grüße,
Steffen

#8

Hallo nochmal!

Mit Elektrochemie kenn ich mich nun wirklich nicht so gut aus, aber mir kam da noch ne andere Idee.
Wenn die Metallteile der Elektroden ins Wasser ragen, dann könnte an der Anode ja auch folgendes passieren:

Fe --> Fe(II/III) + 2/3 e-

Was dann in der verdünnten Schwefelsäure als Sulfat vorläge.

Im prinzip müsste man es durch einen Versuch herausfinden können, in dem man den pH sehr genau misst.

Wenn CO2 die Lösung des Problems ist, müsste der pH ja geringer werden oder gleich bleiben.

Kath: 4 H+ + 4 e- --> 2 H2
An: C + 2 O2- --> CO2 + 4 e- (vereinfacht mal als Oxidion formuliert)

Bei der Lösung, bei der das Eisen in Lösung geht, müsste der pH ja größer werden, hin zum alkalischen, da die Reaktion dann wäre:

Kath: 2 H+ - 2 e- --> H2
An: Fe --> Fe2+ + 2 e-

Wenn man es also sehr genau messen könnte, mit ner Glaselektrode oder so - oder einfach so lange laufen lässt, dass die Änderung auch anders messbar ist, z.B. mit pH-Papier.

Aber vll. findet sich ja noch ne andere Lösung oder ein Experte, der es genau weiß.

Gruß

#9

Hallo Stefan,

kleine Rückmeldung:
Die Elektrode wirkt nach einiger Benutzung deutlich porös; es fallen auch kleine Partikel regelrecht heraus.
Der Verdacht mit dem CO2 erhärtet sich also :smile:

Ich denke ich werde morgen die ursprünglich geplanten Messungen an den diversen Eletroden-Präparationen durchführen; ich bin jedenfalls recht zuversichtlich.

Dir herzlichen Dank und viele Grüße,
Steffen

#10

Hallo
Ja, oder etwas Alkalimetalllauge.
MfG