Einfache Elektrolyseapperatur
Bei der Elektrolyse wird mit Hilfe von Gleichspannung eine chemische Reaktion erzwungen. In unserem Fall wird Wasser (H2O) zu Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Dabei werden zwei Elektroden in Wasser gehalten, an denen sich die entsprechenden Gase bilden.

Inhalt:

Gleichstrom Transformator als Spannungsquelle
  • 2 Edelstahl Elektroden
  • Gleichstromquelle (ca. 12V)
  • Wasserdichtes Becken
  • Reagenzglas zum Auffangen der Gase
  • Trichter
  • Drähte
  • Klebeband
  • Wasser
  • Essig

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Eine Elektrode Jeweils ein Draht wird mit einer Edelstahlelektrode verbunden. Mit Hilfe eines Strommessgerätes kann geprüft werden, ob die Kontaktstelle vorhanden ist. Anschließend wird zum Schutz der Kupferdrähte die Kontaktstelle mit Klebeband umwickelt, so dass kein Wasser eindringen kann. Die anderen Enden der Drähte werden mit der Gleichspannungsquelle verbunden.
Das Becken wird nun mit dem Wasser gefüllt, so dass die Füllhöhe mindestens der Länge der Elektroden entspricht. Um die Leitfähigkeit des Wassers zu verbessern kann etwas Essig hinzu gegeben werden. (Besonders bei der Verwendung von destilliertem Wasser ist dies notwendig. Bei normalen Leitungswasser ist die Reinheit der erhaltenen Gase nicht so hoch, allerdings ist der Essig nicht mehr so wichtig.)
Füllen des Reagenzglases Nun werden die Elektroden in das Wasserbecken eingetaucht. Dabei dürfen sie sich nicht berühren, sollten aber möglichst nahe bei einander stehen. (Eventuell kann mit Plastik eine Führung für die Stangen gebaut werden, die dann gleich deren Abstand regelt.) Auf die Enden der Elektroden wird der Trichter mit breiter Öffnung nach unten gestülpt.
Das Reagenzglas wird vollständig mit Wasser gefüllt und mit der Öffnung nach unten über das Ende des Trichters gesetzt. Damit werden sowohl Wasserstoff, wie auch Sauerstoff zusammen aufgefangen, wodurch sie später optimal mit einander reagieren können.
Nun wird der Strom angeschaltet und man kann eine Gasbildung an den Elektroden beobachten. Sobald das Gas alles Wasser aus dem Reagenzglas verdrängt hat, kann es unter luftdichtem Verschluss der Öffnung aus dem Wasser genommen werden. Anschließend wird das Gasgemisch mit einer Flamme entzündet. Man hält das Reagenzglas, in noch verschlossenen Zustand, vor die Kerze, neigt es mit dem Hals leicht nach oben in die Flamme und entfernt den Verschluss. Wasserstoff und Sauerstoff reagieren exotherm wieder zu Wasser. Diese Reaktion ist mit einem lauten Knall (Knallgasprobe) und einer Erwärmung des Reagenzglases wahrzunehmen. Der Druck der Explosion lässt die Kerze erlöschen.
Füllen des Reagenzglases   Noch verschlossene Öffnung    Zünden des Gases

Schema der Elektrolyse
Wasser löst sich selbst in Wasser. So absurd das auch klingen mag, es stimmt. H2O löst sich zu H3O+ und OH-. Unter steigenden Temperaturen nimmt diese Lösung übrigens zu, weshalb die Elektrolyse bei warmem Wasser besser funktioniert. Wenn nun die Elektroden ins Wasser tauchen werden an der Kathode Elektronen abgegeben. Zusammen mit 2 H3O+ Ionen und zwei Elektronen entsteht H2 und zweimal H2O. An der anderen Elektrode, der Anode, werden Elektronen aufgenommen. Vier OH- teilen sich zu O2, zwei H2O und eben vier Elektronen.
Als Reaktionsgleichung kann demnach geschrieben werden:
  • Kathode: 2H3O+ + 2e- --> H2 + 2H2O
  • Anode: 4OH- --> O2 + 2H2O + 4e-
  • Gesamt: 4H3O + 4OH- --> 2H2 + O2 + 6H2O

Neben Edelstahl ist beispielsweise auch Platin, oder etwas billiger Graphit gut geeignet, da diese nicht oxidieren. Kupferdraht würde, wenn an ihm reiner Sauerstoff entsteht, schnell rosten. Allerdings habe ich mit Graphit schlechte Erfahrungen gemacht. Zumindest normale Bleistiftminen eignen sich nicht, da diese schnell zerfasern. Eventuell müssten die Stäbe dicker sein und nicht auf normalen Bleistiftproduktionsweg hergestellt werden. Wer will kann hier ja mal rumprobieren.


Ich möchte an dieser Stelle noch mal erwähnt haben, dass sämtliches Nachbauen auf eigene Gefahr geschieht. Ich garantiere nicht, dass bei meiner Beschreibung alles stimmt und bin nicht für eventuell auftretende Schäden verantwortlich.

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Hier habe ich einige Bilder und Videos zusammengestellt, die ich mit dem hergestellten Knallgas gemacht habe. Viel Spaß beim anschauen. Die Videos stehen auch auf YouTube