Wasser Elektrolyse, wie viel Sauerstoff entsteht?
Hallo zusammen,
wie viel Sauerstoff entsteht bei einer gewissen Menge Wasser (und Strom) in einer Stunde? Bin die ganze Zeit deswegen am Suchen, aber ich finde keine nützlichen Links, wäre euch sehr dankbar, wenn ihr mir da hilfreiche Links zu dieser Frage oder Gleichungen zukommen lassen könntet.
Danke an alle konstruktiven Antworten
4 Antworten
Die Wassermenge ist egal - Hauptsache, das Wasser geht nicht aus. Maßgebend ist die geflossene Ladung, die ergibt sich aus I * t, und bekanntlich ist 1 A * 1 s = 1 C.
Die Formel hat MeisterRuelps schon genannt:
z hat den Wert 4 (ohne Einheit), weil zur Erzeugung eines Sauerstoff-Moleküls O₂ 4 Elektronen abzutrennen sind. F ist die https://de.wikipedia.org/wiki/Faraday-Konstante
und beträgt gerundet 96500 As/mol
Wenn Du Dich mit den Einheiten nicht verrechnest, bekommst Du n in der Einheit mol. Ein Mol Sauerstoff sind 32 g und bei Raumtemperatur und Normaldruck etwa 24 Liter. Das entsteht aus 36 g Wasser, bei 1 A Stromstärke dauert es ca. 400000 Sekunden oder auch 111 Stunden.
Danke für diese detaillierte und hilfreiche Antwort 🙂
> tue ich mich extrem schwer mit mathematischen Formeln
Die brauchst Du hier doch gar nicht, nur Dreisatz.
> wieviel Strom bräuchte ich bei welcher Spannung
Den Strom kann man berechnen - die Spannung hängt vom Aufbau Deiner Elektrolysezelle ab. Je höher deren elektrischer Widerstand, desto mehr Spannung brauchst Du, damit der gewünschte Strom auch zustande kommt. Theoretisches Minimum sind 1,23 V, bei Bastelgeräten würde ich mit 2 bis 3 V rechnen.
> um ca 1L Sauerstoff zu erzeugen, und zwar plötzlich?
je plötzlicher, desto mehr Strom. Per Dreisatz aus nachstehendem abgeleitet: 1 Liter in 1 Sekunde erfordert ca. 17.000 A. Abgesehen von den armdicken Kabeln, die Du dafür brauchst, ziehst Du dabei auch 50 kW aus dem Netz.
Hier der Teil aus meiner Antwort, bei dem Du mit Dreisatz weiterrechnen kannst:
Ein Mol Sauerstoff sind 32 g und bei Raumtemperatur und Normaldruck etwa 24 Liter. Das entsteht aus 36 g Wasser, bei 1 A Stromstärke dauert es ca. 400000 Sekunden oder auch 111 Stunden.
Das gilt für normalen Druck = 1 bar. Bei zwei bar enthält ein Liter doppelt soviel Sauerstoff und braucht logischerweise auch doppelt so viel Strom oder Zeit.
Der riesige Energiebedarf erklärt sich dadurch, dass Du gleichzeitig Wasserstoff gewinnst. Sauerstoff durch Luftverflüssigung zu gewinnen braucht wesentlich weniger Energie.
Wow, vielen Dank für die ausführliche Antwort sowie die Zeit und Mühe die Sie sich gemacht haben. DANKE!
Und ja, das mit den armdicken Kabeln dachte ich mir schon, aber vor allem das mit dem absurd hohen Strom. Aber das müsste ja eigentlich durch Kondensatoren erreicht werden können, nur eben nicht konstant. Haha. Wäre aber sxhon was...wenn das realisierbar wäre. Ich hatte damit jedenfalls was...sagen wir atembescherendes vor, statt atemberaubendes. :D
Nur leider klappt das nicht mit der Luftverflüssigung. Leider.
Die Stoffmenge der Produkte ist proportional zu der geflossenen Ladung Q.
Mit einer weiteren Formel kannst Du dann n errechnen. Wenn ich mich recht erinnere war diese:
bedeutet dass sowohl die Zeit als auch Stromstärke und Ladung mit hineinspielt
Naja, kommt auf viele Faktoren an, das kann man so nicht sagen würde ich sagen.
Muss man probieren.
Ich meine bei 1 Ampere auf einer Kupfer-Kathode bildet sich an einem Tag (24h) ca 10 Liter. Bin aber nicht mehr sicher...aber irgendwie so war das.. glaube ich :)
Danke, mit dem Wert lässt sich auf jeden Fall arbeiten 🙂 Du hast aber nicht vielleicht einen Link oder so?
War übrigens wasserstoff, der da ensteht. aber bei einem verhältnis von 1:2 müssten dann 20l sauerstoff. enstehen. Ne, war gerade aus meinem hirn gekramt. deshalb kein Anspruch auf richtigkeit
Der Wert ist etwas Pauschal, und nicht wirklich korrekt :-) da das auch von der Stromstärke etc. abhängt :)
Leider habe ich nie Chemie gehabt in der Schule, die ganze Schule hatte sogar für zwei Jahre nur einen Chemie Lehrer der die ganze Schule betreute, deshalb fielen ständig die Stunden aus. Also habt etwas Nachsicht mit mir, obwohl ich seit je her Autodidakt bin, und mein Interesse in allem liegt was die Welt zu bieten hat, tue ich mich extrem schwer mit mathematischen Formeln. Das heißt...eigentlich nicht, wenn ich sie verständlich erklärt bekomme hab ich kein Problem damit....
Jedenfalls, wieviel Strom bräuchte ich bei welcher Spannung um ca 1L Sauerstoff zu erzeugen, und zwar plötzlich? Also in etwa... Sofern das überhaupt möglich und realistisch ist. Versteht sich.
Angenommen ich bräuchte ca 20 bis 30 L Sauerstoff die Minute...bei normalem Druck (1 Bar? ), wie sähen da die Werte aus? Und wie bei 2 bar und 4 bar? Also beispielhaft meine ich.
Danke schonmal und,
Liebe Grüße.