Wieso wird das Wasser bei der Elektrolyse mit Wasser warm?
Meine Theorie warum das so ist, das war ein Experiment was ich durchgeführt habe. Das es nur wegen dem Strom warm wurde kann nicht sein. Da ich die Leitfähigkeit des Wassers mit NaCl erhöht habe, denke ich das mit der Zersetzung von NaCL, das Natrium mit dem Wasser exotherm reagiert hat , was ja auch dann schlussendlich so sein sollte. Hab ich das richtig verstanden, das aus diesem Grund das Wasser warm wurde?
Mit welcher Spannung (gemessen) und welcher Stromstärke (gemessen) wurde elektrolysiert? Welche Elektroden (Material) wurden für Anode bzw. Kathode verwendet?
32 Volt 3 Ampere, 2 Schrauben
Sind die Werte gemessen oder vom Typenschild abgelesen?
"Schraube" ist die Form. Was ist der Werkstoff?
Kp aus was besteht eine Schraube, Eisen?
6 Antworten
Bei einer Elektrolyse muß man immer etwas mehr Spannung anlegen, als zur Zersetzung des am leichtesten zersetzbaren Bestandteils benötigt wird. Diese "Überspannung" wird benötigt, um die Polarisation der Elektroden durch adsorbierte Elektrolyseprodukte zu überwinden. Sie ist vom Material der Elektroden und der Badlösung abhängig. Jede weitere Erhöhung der Spannung dient zum Überwinden des elektrischen Wiederstandes in der Lösung. Davon kann man die Heizleistung recht einfach berechnen. Dazu kommt noch die Heizwirkung zum Überwinden der Überspannung. Wenn wirklich nur Natrium an der Kathode abgeschieden wird, dann reagiert es mit dem Wasser und man muß diese Reaktionsenthalpie zu den vorher berechneten Wärmen dazu rechnen.
Jetzt kommt noch eine andere Wärme dazu, die bisher noch nicht betrachtet wurde: An der Anode witd Chlorid zu Dichlor oxidiert. Wenn das Chlor jetzt nicht entweicht (Atemschutz beachten), dann kann es in der alkalischen Lösung mit dem Natriumhydroxid zu Natriumchlorid und Natriumhypochlorit disproportionieren.
Jetzt noch eine Bemerkung zum Kommentar auf diese Antwort:
Da das Netzteil recht nahe am Kurzschluß betrieben wurde kann es sein, daß es eine Leistung abgegeben hat, die deutlich über der Nennleistung lag. Bei Elektrolysen und anderen experimentellen Stromnutzungen sollte man immer Strom und Spannung im Stromkreis überwachen.
Exkurs:
Was passiert in Wasser, wenn es Strom leitet? Reines Wasser ist ein recht schlechter elektrischer Leiter. Im Liter sind bei reinem Wasser und pH=7 nur 2*10^-7 Ionen enthalten, die zur Stromleitung beitragen können. Die Stromleitung erfolgt auf zwei Arten. Die Diffusion von geladenen Teilchen im elektrischen Feld ist die Eine, die auch für alle im Wasser gelösten Elektrolyte gilt. Bildlich muß sich eine mit Rucksack bepackte Person durch eine überfüllte Fußgängerzone kämpfen. Die andere Möglichkeit, Strom zu leiten funktioniert nur mit Hydroxid- und Hydroniumionen. Die können ihre Ladung auch an benachbarte Wassermoleküle abgeben, indem sie Protonen in die freien Elektronenpaare der benachbarten Moleküle übergeben.
H-O- + H-O-H --> H-O-H + -O-H
H-O-HH+ + H-O-H --> H-O-H + +HH-O-H
Die Gleichungen sind leider rudimentär, weil mir Möglichkeiten zur Formatierung fehlen. Aber das Prinziep sollte halbwegs zu erkennen sein. In der Fußgängerzone von eben werden dann nicht Rucksack-Leute ins Rennen gescghickt, sondern "nur" geladene Einkaufstaschen durchgereicht. Jede/r hat zu Beginn zwei Stück. Wer drei Taschen hat, will eine los werden, wem eine gehlt will den Ausgleich. Dabei ist es egal, ob es die "eigene" oder eine "Fremde" Tasche durchgereicht wird, Hauptsache, der Transport geht auf diese Weise rascher. So ungefähr kann man sich das hin- und herklappen von Wasserstoffbrückenbindungen (hier "Arme") vorstellen.
Der Zusatz von Lauge und besonders Säure erhöht die Leitfähigkeit von Wasser deutlich stärker, als der Zusatz eines löslichen Salzes.
Das ist die ganz normale Wirkung des elektrischen Stromes. jeder stromduchflossene Leiter erwärmt sich. das gilt auch für Wasser.
lg, Anna
> Das ging aber viel schneller,
Das wird ja immer toller. Glaubst Diu denn, Du habest ein perpetuum mobile konstruiert, oder woher soll die Energie zur viel schnelleren Erwärmung stammen?
Über welche Menge wasser reden wir denn? sagen wir es sind 200 ml. also etwa 0,2 kg. 4291 Wattsekunden pro kg und Grad bedeutet bei einer temperaturdifferenz von 50 Grad 42910 Wattsekunden an Energiebedarf.
Teilt man den Energiebedarf in Wattsekunden durch die Watt (es sind 96) komme ich auf rund 435 Sekunden. das wären also 7 Minuten 15 Sekunden.
lg, Anna
Genauso wie sich eine Metallleitung bei Stromdurchfluss erwärmen kann, ist das auch bei Wasser der Fall. In beiden Fällen ist der Widerstand dafür verantwortlich.
Hab selber kein Plan davon. Aber vielleicht liegt es ja einfach daran das sich durch die Aufteilung der Atome viel bewegung im Wasser hescht. Wärme ist ein sehr oft anzutreffendes Nebenprodukt.
Warum sich das Wasser erwärmt, kann man mit dem Effekt eines Tauchsieders erklären. Strom erzeugt Wärme, die an das Wasser abgegeben wird.
Kann nicht sein, die Leistung die das Netzteil abgegeben hat war 90 Watt, 32 Volt und 3 Ampere. von 20 Grad auf 70 Grad dauert es 20 Minuten. Das ging aber viel schneller, dementsprechend müsste das Natrium mit dem Wasser reagiert haben