CO2 per via elettrolitica

[luca2772]

Ciao a tutti, è da un po' che non mi faccio vivo :-)

Sto valutando un metodo "alternativo" di produzione di CO2 per vasche fittamente piantumate...
In pratica l'anidride carbonica viene prodotta per via elettrolitica secondo questa reazione

2H2O + C -> CO2 + 4H+ + 4e-

Applicando una tensione continua (da 3 a 9V circa, con limitazione della corrente impostabile a piacere) fra un anodo in grafite ed un catodo in acciaio inox.

A breve condurrò degli esperimenti sia in acqua osmotica che in acqua "d'acquario" in modo da verificare l'abbassamento di kH: prevedo infatti che si formerà una patina di carbonati sul catodo...

Per l'esperimento utilizzerò un recipiente in pyrex da 2 litri riempito dapprima con acqua RO e successivamente (per i test "carbonatici" con acqua prelevata dai cambi parziali di una vasca che presenta pH 6.8 e kH 4).
Un termometro a mercurio, un alimentatore da laboratorio e due elettrodi rispettivamente in grafite ed acciaio.
Per i test di pH e kH, i soliti reagenti liquidi che abbiamo tutti in casa.

Prima di partire con questo "reattore nucleare" #18 mi piacerebbe sentire un parere circa la fattibilità da parte di chi è ben più esperto del sottoscritto, a cominciare dalla correttezza della reazione #13

[luca2772]

Up #13 :-)

[pclaudio]

Ne ho visto uno in commercio, a loro dire funziona

[ravnosalex]

Si ce ne sono anche in negozi online... bhooo

[Bozzo]

Ma economicamente è più conveniente della classica bombola ricaricabile?

[luca2772]

Se confrontiamo il "gazzabotto" commerciale rispetto ad un riduttore + diffusore + bombola ricaricabile... Siamo li lì ;-)

Quello che mi ispira è la semplicità estrema di regolazione della produzione di CO2 e la possibilità di interromperla senza elettrovalvole e l'assenza di un diffusore che necessita manutenzione periodica.

Non andrò certo sul prodotto commerciale: sono sufficienti poche nozioni di elettronica di base per realizzare un alimentatore in bassa tensione regolabile, se poi lo si interfaccia ad un misuratore di pH... #19 ... facciamo tutto quello che ci pare #22
Per gli elettrodi, è sufficiente una lastrina di acciaio inox alimentare ed un "pezzo di carbonio", nel nostro caso è perfetta la grafite #36#

[Homerct]

Ma non dà fastidio il campo elettrico generato ai coinquilini della vasca?

[luca2772]

Allora... Il dispositivo commerciale è il "carbo plus", e funziona in immersione in vasca.

A me questa metodologia non piace, in quanto non so quali altre molecole si spezzano o ricombinano; inoltre l'anodo tende a sfaldarsi, inquinando in un qualche modo la vasca; la reazione potrebbe (e qui ri-chiedo lumi ai chimici del forum) far crollare la durezza carbonatica, con precipitato calcareo sul catodo.

Detto questo, non avrei intenzione di infilare in vasca il sistema, ma di realizzare (se gli esperimenti marzolini avranno l'esito sperato) un reattore in cui trovino posto gli elettrodi, immersi in acqua e bicarbonato di sodio. I gas prodotti dall'elettrolisi (principalmente idrogeno - ipervolatile - e diossido di carbonio, la tanto agognata CO2), una volta raggiunta una pressione accettabile, dovrebbe essere immessa in vasca (ho un atomizzatore Ottavi che mi balla in un cassetto)

[Homerct]

In questo modo mi piace di più!
Il problema è verificare quanto durano e quanto costano gli elettrodi di grafite.
Dalla loro usura credo che dipenda, a parità di tensione, la quantità di CO2 prodotta...

[luca2772]

Ci sono i carboncini da disegno della Faber che non costano uno sproposito, e sono grafite pura ;-)

Per il mio esperimento ho dei dischi di grafite che in ditta da me stavano per essere buttati nel marnone :-))

[Homerct]

Alle mine avevo pensato pure io, ma credevo che ormai le facevano tutte di grafite e qualche altro impasto strano!
Invece i dischi per cosa venivano usati?

[luca2772]

Se te lo dico, ti metti a ridere...

Sono dei "distributori gas" per dei "cannoni ionici" #19 : grafite purissima (o, se preferisci, carboni amorfo puro)

[Homerct]

Se te lo dico, ti metti a ridere...

Sono dei "distributori gas" per dei "cannoni ionici" #19 : grafite purissima (o, se preferisci, carboni amorfo puro)

Ma dove lavori al CERN! :-D

[luca2772]

No... :-D :-D :-D
Collaudo impianti industriali che usano questi ed altri aggeggi :-D

[Federico Sibona]

Forse si potrebbero utilizzare gli elettrodi delle pile zinco/carbone, ovviamente quello in carbone ed altrettanto ovviamente ben pulito e lavato.

[luca2772]

Beh, si... Dopo un bel lavaggio per rimuovere l'acido, visto che il reattore starebbe fuori dalla vasca...

[luca2772]

Esperimento riuscito e fallito insieme :-D

Riuscito perchè ho ottenuto microbollicine dosabili a piacere variando la tensione di 100mV alla volta (risoluzione del voltmetro dell'alimentatore) con semplice acqua di rubinetto (praticamente stesso risultato con acqua RO addizionata con bicarbonato di sodio).

Fallito perchè nel "reattore" stagno la pressione che si genera non è sufficiente a superare la valvola di non ritorno e a sfogare dal setto in vetro sinterizzato del diffusore Ottavi che ho usato (dimenticavo, prevalenza di test: 1 metro).
O meglio: si crea un'instabilità che non mi piace per nulla #23
Il diffusore sembra uno di quei geiser del parco di Yellowstone :-D
Inoltre, nella camera di reazione oltre alla CO2 c'è parecchio idrogeno, che essendo mooolto volatile e moolto infiammabile, mi fa pensare allo Zeppelin -05 #06 .

Esperimento chiuso #07 .
Sconsiglio chiunque di effettuare un test analogo #07 #23

[Homerct]

Mannaggia!

Che intendi per instabilità?
Sai la proporzione che c'è tra idrigeno e co2? Perchè se le quantità non sono importanti (e per piccoli acquari credo non lo siano) non dovrebbe esservi un problema di infiammabilità!

Ps: hai provato a portare la prevalenza a zero?

Credo che comunque l'idrogeno crea troppo movimento gassoso che porta alla dispersione della CO2. ci vorrebbe qualche chimico che ci dica come far precipitare o legare l'idrogeno prima che entri in vasca.

[luca2772]

Mannaggia!

Che intendi per instabilità?

L'effetto geyser... Per un po' non accade nulla oltre alla "microbollazione" nel reattore, poi parte un getto di bollicine dal diffusore e il ciclo si ripete.
Il periodo del geyser dipende da quanta corrente pompo nel reattore...

Sai la proporzione che c'è tra idrigeno e co2? Perchè se le quantità non sono importanti (e per piccoli acquari credo non lo siano) non dovrebbe esservi un problema di infiammabilità!

La reazione dovrebbe essere 2H2O + C -> CO2 + 4H+ + 4e- , tant'è che l'elettrodo di acciaio bolle molto di più di quello in grafite.

Ps: hai provato a portare la prevalenza a zero?
Si, ma cambia solo il periodo di strombolismo... :-D

Credo che comunque l'idrogeno crea troppo movimento gassoso che porta alla dispersione della CO2. ci vorrebbe qualche chimico che ci dica come far precipitare o legare l'idrogeno prima che entri in vasca.

Lo ione idrogeno prodotto dalla reazione si dovrebbe istantaneamente ricombinare in H2 direttamente nel reattore. Sull'eccessivo movimento, non saprei... Più di tante bollicine non possono uscire dal setto poroso del diffusore -28d#

Io mi sento di sconsigliare fortemente di provare in casa a ripetere il mio esperimento, poi se proprio uon lo vuol fare, io non mi assumo responsabilità nè civili nè tantomeno penali.

[Homerct]

Mi è scoppiata casa!
E' tutta colpa tua! :-D :-D :-D :-D :-D :-D :-D :-D

Naturalmente scherzo!
Al momento non ho nè tempo nè spazio per farlo...
ma credo che ognuno nel faidate sa i rischi che corre e non dà la colpa ad altri.

Solo un'ultima cosa: hai provato a invertire la polarità?

[Federico Sibona]

Solo un'ultima cosa: hai provato a invertire la polarità?
Non credo sia una buona idea, se un elettrodo è di carbonio ed uno di acciaio, ci sarà un motivo, no ;-) ?

[luca2772]

Si...
... e non farlo ;-)

[Homerct]

In giro ho letto che qualcuno aveva invertito la polarità e l'elettrodo bollava troppo...
l'ho detto perchè non conosco come hai fatto la prova!

Comunque invito tutti a non provare questo esperimento se non si è sicuri dei rischi che si corrono e di come condurre in sicurezza l'esperimento (in spazi aperti, con trasformatore di isolamento, protezioni per gli occhi ecc...), anche se non credo nell'estrema pericolosità.... ho visto esperimenti con il plasma fatti in casa che sembravano molto più rischiosi e lì mi sembra che si usavano autotrasformatori!

[luca2772]

Se inverti la polarità, non ottieni CO2 ma idrogeno e ossigeno. Una miscela alquanto "scomoda", specie in un reattore stagno che va in pressione.
Se poi non si impedisce il contatto casuale degli elettrodi (io avevo interposto un rettangolino di plastica proprio per questo), e di conseguenza parte una scintilla, contemporaneamente partono anche delle schegge a velocità sonica... -e63

Non fornisco volutamente la descrizione dettagliata del sistema nè i parametri di test, proprio per non avere incidenti potenzialmente gravi sulla coscienza ;-) .
Mi limito a ripetere: "lasciate perdere" :-)