Anorganische Chemie

Hallo,

mein Hobby sind dampfmaschinenartige Apparate, bestehend aus Messing- und Kupferröhrchen. Diese Metalle leiten Wärme gut weiter, streckenweise zu gut.

Deshalb möchte ich einige Röhren im Inneren mit einer kalkartigen Schicht auskleiden. In Heizungen, Kafeemaschinen etc. geschieht das ständig. Man braucht dafür nur Leitungswasser, Hitze - und ein Jahr lang Zeit.

Das ist zu lang. Frage also: Gibt’s eine wässige Lösung, bestehend aus A und B - und schon dauert die Sache nur 1 Stunde? Oder Lösung aus C mit Stomfluß von D nach E?

Wenn Sie zu dem Problem eine ‚Lösung‘ hätten, will ich sie probieren und Ihnen davon berichten.

Mit freundlichen Grüßen
Christoph Müller-Holtz

Hallo,

so spontan fällt mir da keine Möglichkeit ein, vielleicht ein anderes Metall, Silikonschläuche oder einfach von außen isolieren?

lg

Guten Tag.

mein Hobby sind dampfmaschinenartige Apparate, bestehend aus
Messing- und Kupferröhrchen. Diese Metalle leiten Wärme gut
weiter, streckenweise zu gut.

Da auch die Orginaldampfmaschien mit diesem Problem zu tun haben, müsste es eigentlich auch eine althergebrachte Methodezur Isolation geben. Aber ich möchte di hier die Antwort auf deine Frage geben, da ich keine Ahnung von Dampfmaschinen habe.

Deshalb möchte ich einige Röhren im Inneren mit einer
kalkartigen Schicht auskleiden. In Heizungen, Kafeemaschinen
etc. geschieht das ständig. Man braucht dafür nur
Leitungswasser, Hitze - und ein Jahr lang Zeit.

Das ist zu lang. Frage also: Gibt’s eine wässige Lösung,
bestehend aus A und B - und schon dauert die Sache nur 1
Stunde?

Deine Lösung A sollte eine gesättigte Calciumchloridlösung sein, dazu gibst du Ammoiumcarbonatlösung (Hirschhornsalz) dieses sorgt dafür, dass das schwerlösliche Calciumcarbonat (Kalk) entsteht und leicht lösliches Ammoniumchlorid (Salmiak).

\mathrm{Ca^{2+}_{\left(aq \right)} + 2 Cl^{-}_{\left(aq\right)} + 2NH_{4\left(aq\right)}^{+} + CO_{3\left(aq\right)}^{2-}}\longrightarrow \mathrm{CaCO_{3\left( s \right)}\downarrow + 2NH_{4 \left( aq \right)}^{+}+2Cl_{\left( aq \right)}^{-}}

Unterstützt wird das ganze durch Wärmezufuhr. Ich weiß nicht wie gut sich das absetzt, du solltest die Rohre dabei langsam bewegen und evtl. von innen anrauen. Sollte das nicht gut gehen, ginge es auch, zwar langsamer aber auch machbar, wenn du Calciumcarbonat mit etwas säure löst, dies immer wieder durch die Rohre leitest und ganzlangsam den pH-Wert wieder anhebst, am einfachsten geht dies in dem du weiter wasser hinzufügst. Dies solltest du sehr langsam tun, da sonst Klumpenenstehen könnten, die dir deine Rohre verstopfen.

Prinzipiell ist dies eine ungewöhnliche Anfrage, da ich normalerweise Salze nur ausfälle um sie zu untersuchen oder sie auf einer Platte ausfällen will. das Problem bei dir wird sein, das ganze in einem geschlossenen Rohr zu machen, dort hast du wenig möglichkeiten zu kontrollieren, ob dies gleichmäßig geschieht.

Die letzte und bestimmt langsamste Möglichkeit ist es das Calciumcarbonat in kochendes Wasser geben und das gefilterte noch sehr heiße Wasser durch rohre leitest, die du stark abkühlst. Im heißen Wasser lösen sich Salze besser als im kalten, daher sollte im kalten Rohr sich das Salz gleichmäßig ablagern, jedoch besteht die schwierigkeit darin, das Calciumcarbonat nahezu unlöslich ist. Dieser Vorgang wird also sehr langsam von statten gehen.

Bitte beachte, das die Chemikalien die ich genannt habe allesamt nicht giftig sind, aber in hohen Konzentrationen gesundheitsschädlich, gehe also behutsam damit um und nur in gut gelüfteten Räumen.

Grüße

Hallo „–“

Danke und Kompliment für Ihre Antwort; sie ist die einzigste, mit der sich was anfangen lässt. Vielleicht war aber auch die Frage unverständlich gestellt.

Bei meinen ‚Dampfmaschinen‘ kondensiert der Dampf nicht in der Atmosphäre, sondern im System selbst. Dabei schwingt die Grenzfläche Wasser/Dampf mitunter lebhaft zwischen dem dampferzeugenden und kondensierenden Wärmetauscher hin und her. Diesem Phänomen gilt meine Aufmerksamkeit; ich möchte wissen, welche Faktoren diese Schwingung hervorrufen bez. unterbinden. Die Untersuchung gilt also u.a. dem Wärmeübergang zwischen der metallischen Hülle und dem Medium Wasser bzw. Dampf. Da dieser Wärmeübergang spezifisch gleichbleibend ist, möchte ich ihn durch eine mehr oder weniger dicke Zwischenschicht ungleichförmig machen.

Versuche mit Ofenlack verliefen prinzipiell ermutigend. Allerdings waren Schichtdicke und Oberflächengüte praktisch nicht mehr veränderbar. Deshalb meine Anfrage bezüglich mineralischer Ablagerung.

Heute folgte ich Ihrem Säure-Vorschlag. CaCO3 (zerriebene Tafelkreide) wurde in verschiedenen Säuren gekocht, filtriert, das Filtrat in Reagenzgläser gegeben, Cu- und Messingstäbe eingetaucht, sie gelegentlich während 30 Min. Wirk- und Abkühlzeit hin und her gedreht, dann herausgenommen, gespült-getrocknet-geprüft, die Lösung im Reagenzglas wieder zum Kochen gebracht, die Stäbe eingeführt, wieder 30 Min. gewartet usw. Als Siedesteinchen dienten Kachelsplitter. Die Ergebnisse:

  1. zitronensaure, hitzegesättigte Lösung. Null Kalkschicht. Unter Zugabe von Wasser (Ihre pH-Hebe-Emfehlung) trübt die Lösung zwar etwas ein, bildet aber keinen weißen Hauch auf den Prüfstäben. Auch nicht beim 2ten Durchgang mit tropfenweiser Zugabe von Seifenlauge. Abbruch.

  2. 0,2 %ig salzsaure, hitzegesättigte Lösung. Bereits unter Abkühlen bildet sich nebst flockigem Niederschlag eine durchgängig weißliche Schicht auf den Stäben. Mit jeder Wiederholung wird sie zwar etwas dicker, was aber mit gewöhnlichen Mitteln gar nicht und mit Schattentrick nur indirekt als stets geringfüger anwachsend festgestellt wurde. Außerdem ist die Schicht mit dem Fingernagel abkratzbar. Der Versuch läuft weiter; vielleicht wird die Kalkschicht ja nach dem x-ten Durchgang dick und fest genug.

  3. 2 %ig essigsaure, trüb-übersättigte Lösung (Schaden am Filterpapier). Bildung von hauchdünnen Kalkflecken, komischerweise nur auf nicht mit Stahlwolle geputzen Abschnitten. Auch wachsen die Flecken pro Durchgang kaum an. Das könnte an zu viel Cu-acetat oder an den vielen Kalk-Partikeln in der Lösung selbst liegen, an die sich die gelösten Moleküle beim Abkühlen leichter anlagern mögen als an den Röhren. Abbruch nach dem 2ten Durchgang.

  4. 1 %ig essigsaure, hitzegesättigte Lösung. Fleckenbildung in jedem Stababschnitt, vorzugsweise aber nahe der Grenzfläche Lösung/Luft. Dort auch merkliches Dickenwachstum bei Wiederholung, wohingegen die übrigen Kalkschleier nur geringfügig dicker werden. Abbruch nach dem 5ten Durchgang.

Fazit: Ausbaufähig erscheint die salzsaure Methode. Da der flockige Niederschlag anfangs bei rund 75 °C einsetzte, bei den Folgedurchgängen aber erst bei 65, 55, 50 etc., wird die Lösung laufend gehaltsärmer geworden sein; ich sollte sie durch Stammlösung ersetzen. Aber morgen; jetzt muß aufgeräumt werden. Morgen auch wird CaCl2 und (NH4)2CO3 besorgt, um Di oder Mi Ihre erste Methode zu probieren. Danke Ihnen also nochmal für Ihre Hinweise.

Mit freundlichen Grüßen
Christoph Müller-Holtz

Hallo Herr Müller-Holtz,

da ist mir aus dem Stehgreif nichts bekannt.

Gruß, M. Piske