Was passiert hier?

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo!

Ich suche eine Erklärung für folgende Erscheinung:

Ein Elektrolyse-Versuch wurde aufgebaut: 5 Ltr. dest. Wasser mit 15 Gramm KHCO3 in einem Gefäß, eine Edelstahlelektrode an + liegt auf dem Boden,
ein Wolframstab am Minuspol.
Stromversorgung ist gleichgerichtete und geglättete Netzspannung, also ca. 240 Volt.

Nun wird der Wolframstab in das Wasser eingetaucht, es passiert was zu erwarten ist: es bilden sich Gasblasen, das Wasser erhitzt sich.
Stromaufnahme wurde mit einem Zangenamperemeter gemessen, beträgt je nach Eintauchtiefe der Wolframelektrode so 1 bis 10 Ampere.
Soweit alles für mich verständlich.
Aber jetzt:
Wenn das Wasser etwas heiß ist, kann man mit der Wolframelektrode die Wasseroberfläche „streicheln“, etwa so, als will man eine Schweißelektrode zünden. Dann bildet sich an der Elektrodenspitze eine deutlich sichtbare, blaue Lichterscheinung. Wird der Stab ganz vorsichtig und langsam weiter in die Lösung eingetaucht, breitet sich das blaue Licht über die gesamte Oberfläche des Stabes aus, soweit dieser eingetaucht ist. Nach ca. 30 Sek. beginnt der Stab hellrot bis fast weiß zu glühen, obwohl er eigentlich im Salzwasser taucht.
Das ist keine helle Lichterscheinung, wird der Stab herausgenommen, ist er fast weißglühend und kühlt langsam ab.
Die Stromaufnahme ist nun übrigens deutlich geringer als oben beschrieben, ich habe ca. 3 Ampere gemessen. Bei maximaler Eintauchtiefe des Wolframstabes.

Meine Fragen sind nun:

  1. Was verursacht die blaue Lichterscheinung und die Erhitzung des Wolframstabes?
  2. Kann durch solche Experimente gesundheitsschädliche Strahlung entstehen? Wie kann man das im Zweifelsfall messen?

Grüße, Steffen!

#2

Hallo Steffen,

Ich suche eine Erklärung für folgende Erscheinung:

na hoffentlich kann ich da helfen. :wink:

Nun wird der Wolframstab in das Wasser eingetaucht, es
passiert was zu erwarten ist: es bilden sich Gasblasen, das
Wasser erhitzt sich.

Das scheint mir wichtg!

Dann bildet sich an
der Elektrodenspitze eine deutlich sichtbare, blaue
Lichterscheinung. Wird der Stab ganz vorsichtig und langsam
weiter in die Lösung eingetaucht, breitet sich das blaue Licht
über die gesamte Oberfläche des Stabes aus, soweit dieser
eingetaucht ist. Nach ca. 30 Sek. beginnt der Stab hellrot bis
fast weiß zu glühen, obwohl er eigentlich im Salzwasser
taucht.

Sicher? Wenn es zu einer Erwärmung kommt, muß die ja irgendwoher kommen, außer den Elektroden ist nichts da. …

Das ist keine helle Lichterscheinung, wird der Stab
herausgenommen, ist er fast weißglühend und kühlt langsam ab.

OK, die Elektrode erhitzt sich bei dem Vorgang. wenn sie weißglühend ist, wird sie wohl über 1ßß Grad Celsius haben. ( Rund 900 - 100? ) Der kontakt zu flüssigem Wasser ist dann eher unwahrscheinlich. Was Die Elektrode umgibt dürfte dann eher Dampf sein.

Die Stromaufnahme ist nun übrigens deutlich geringer als oben
beschrieben, ich habe ca. 3 Ampere gemessen. Bei maximaler
Eintauchtiefe des Wolframstabes.

Daß der dampf weniger strom leitet als das flüssige Wasser überrascht mich weniger.

Meine Fragen sind nun:

  1. Was verursacht die blaue Lichterscheinung und die Erhitzung
    des Wolframstabes?

Die Erhitzung des Wolfranstabes wird wohl ein Nebenprodukt der Elektrolyse sein. Dei Leuchterscheinung wird der sichtbare Erfolg des stromes sein, der durch das Gas fließt. Das Gas wird zum Teil aus Wasserstoff/Sauerstoff Atomen und aus Dampf bestehen. Leuchten werden da wohl die Ionen des dampfes.

  1. Kann durch solche Experimente gesundheitsschädliche
    Strahlung entstehen? Wie kann man das im Zweifelsfall messen?

Um die Frage beantworten zu können müßte man wissen, in welchem Spektrum die ‚Leuchterscheinung‘ strahlt und wie intensiv die Strahlung auf Grund der Größe des Versuchs ist. Für Röntgentrahlen gibt’s Geigerzähler. Wie man Mikrowellen mißt, weiß ich nicht.

Gruß, Rainer

#3

Hallo Steffen: Ich nehme an Du zersetzest Wasser in H2 und O2. Da Du die Minus- und die Plus-Elektrode räumlich nicht trennst, hast Du im Wasser am gleichen Ort H2 und O2 die Du mit der erwärmten Elektrode gleich wieder in H2O (unter Lichterscheinung) zurückverwandelst. Der glühende Metallstab von ca. 900-1000°C zersetzt Wasser zu H2 und O2 ohne Strom, das gebildete H2/O2-Gemisch zersetzt sich an der glühenden Elektrode aber sogleich (unter Feuererscheinung) wieder in Wasser. Gruss

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#4

Hallo Steffen,

Ich suche eine Erklärung für folgende Erscheinung:

Ein Elektrolyse-Versuch wurde aufgebaut: 5 Ltr. dest. Wasser
mit 15 Gramm KHCO3 in einem Gefäß, eine Edelstahlelektrode an

  • liegt auf dem Boden,
    ein Wolframstab am Minuspol.
    Stromversorgung ist gleichgerichtete und geglättete
    Netzspannung, also ca. 240 Volt.

Bei 230 V Netzspannung werden das eher ca. 320 Volt sein.

Nun wird der Wolframstab in das Wasser eingetaucht, es
passiert was zu erwarten ist: es bilden sich Gasblasen, das
Wasser erhitzt sich.
Stromaufnahme wurde mit einem Zangenamperemeter gemessen,
beträgt je nach Eintauchtiefe der Wolframelektrode so 1 bis 10
Ampere.
Soweit alles für mich verständlich.
Aber jetzt:
Wenn das Wasser etwas heiß ist, kann man mit der
Wolframelektrode die Wasseroberfläche „streicheln“, etwa so,
als will man eine Schweißelektrode zünden. Dann bildet sich an
der Elektrodenspitze eine deutlich sichtbare, blaue
Lichterscheinung. Wird der Stab ganz vorsichtig und langsam
weiter in die Lösung eingetaucht, breitet sich das blaue Licht
über die gesamte Oberfläche des Stabes aus, soweit dieser
eingetaucht ist.

Bei der hohen Spannung dürfte sich da ein normaler über die Elektrode ausgedehnter Lichtbogen im Wasserdampf bilden, der diese stark erhitzt.

Nach ca. 30 Sek. beginnt der Stab hellrot bis
fast weiß zu glühen, obwohl er eigentlich im Salzwasser
taucht.

Um die heisse Elektrode bildet sich eine wärmeisolierende Dampfschicht

Das ist keine helle Lichterscheinung, wird der Stab
herausgenommen, ist er fast weißglühend und kühlt langsam ab.
Die Stromaufnahme ist nun übrigens deutlich geringer als oben
beschrieben, ich habe ca. 3 Ampere gemessen. Bei maximaler
Eintauchtiefe des Wolframstabes.

Meine Fragen sind nun:

  1. Was verursacht die blaue Lichterscheinung und die Erhitzung
    des Wolframstabes?

Der Lichtbogen

  1. Kann durch solche Experimente gesundheitsschädliche
    Strahlung entstehen?

Gefährliche UV-Strahlung wird auf jeden Fall reichlich entstehen. Bei längerer Einwirkung besteht also Gefahr von Augenschäden und Sonnenbrand.

Wie kann man das im Zweifelsfall messen?

Mit einem UV-Meßgerät

Jörg

#5

Einleuchtend
Danke Euch für die Erklärung,
ist mir verständlich.
Die Spannung werde ich noch mal messen, durch den Brückengleichrichter wird diese ja etwas höher, ich weiss nur nicht wieviel.
Wenn tatsächlich nur UV-Strahlen entstehen ist das ja auch noch im grünen Bereich.

Grüße, Steffen!