Verdampfen, aber wie?

  • Wir haben keine reine Oxalsäure, sondern Oxalsäuredihydrat. Deshalb wird das Zeug im Pfännchen flüssig. Das ist der Wasseranteil. Dieser bildet Wasserdampf und treibt das Sublimat aus dem Gerät. Ausserdem kühlt er auch das Pfännchen. Reine Oxalsäure würde bei 157 Grad nicht flüssig.


    Gruss

    Ulrich

  • Praktisch mag dies natürlich anders sein, und genau das ist die Fragstellung hier, die in meinen Augen noch nicht beantwortet ist.

    Genau, darum hatte ich in dieser Diskussion auch darauf hingewiesen


    Oxalsäurebehandlung/Verdampfung - Interessante Links


    Alles auf Anfang:


    OXS ist kristallin mit 2 Molekülen Wasser pro Molekül Oxalsäure.


    Dieser Stoff kann nicht schmelzen, nur sublimieren, d.h., direkt vom festen in den gasförmigen Zustand übergehen, ohne flüssig zu werden. Damit das passiert, muss Wärme zugeführt werden.


    Dabei erfolgt zuerst ein Aufschäumen des Pulvers / der Tablette bei ca. 100 °C. Dies ist der erste Phasenübergang des enthaltenen Kristallwassers (2 Moleküle pro OXS-Molekül). Ist das Wasser vollständig ausgetrieben, erwärmt sich der Feststoff (jetzt wasserfreie OXS) auf 157 °C. Bei dieser Temperatur beginnt die Sublimation, d.h., OXS geht vom festen in den gasförmigen Zustand über. Das ist der zweite Phasenübergang.


    Wird nun unkontrolliert weiter Wärme zugeführt, kann sich diese nicht schnell genug im Feststoff verteilen. Im Feststoff gibt es nur die Wärmeverteilung als Wärmeleitung. Es gibt keine Konvektion, wie bei kochendem Wasser. Die Wärmeleitungskapazität ist für jeden Feststoff charakteristisch und limitiert (Kupfer leitet Wärme besser als Porzellan).


    Somit führt die zugeführte Wärme geringfügig zu mehr Sublimation, aber überwiegend zu lokaler Überhitzung des Feststoffs. Bei 187 °C beginnt sich die OXS dann zu zersetzten. Es entsteht zuerst Ameisensäure und CO2 und mglw. aus der AS dann CO und Wasser.


    Somit erzielen die unkontrolliert heizenden "Devices" auch nicht zu einer sauberen Dosierung, es sei denn, man hat empirisch gemessen und ausgetüftelt, dass die Heizleistung genau so eingerichtet ist, dass die Temperatur sich bei 157 °C einpendelt. Das bezweifle ich aber.

    Bei der Zersetzungsverdampfung wird Energie entzogen, welches zu einem Temperaturabfall führt und im Sublimationstemperaturfenster zu dem gDewünschten Effekt für die OXS führt bis alles sublimiert ist.

    Das ist korrekt, jedoch verlaufen bei Überhitzung die Vorgänge

    - Sublimation der OXS

    - Wärmeverteilung im Feststoff

    - lokale Zersetzung aufgrund von Überhitzung

    parallel und völlig ungeregelt ab. Welchen Anteil in der kurzen Zeit die jew. Fraktion hat, weiß kein Mensch. Darum ja die Temperaturregelung in den besseren Geräten.

  • Lecter, alles eine Frage der zur Verfügung stehenden Energiemenge. Schütt Wasser in siedendes Öl. Da entstehen explosionsartig Dampfblasen. Und im Kern hat jede Blase mehr als 100 Grad, jedenfalls so lange, bis sich diese Minispots dem atmosphärischen Druck angeglichen haben. Kochendes Wasser blubbert nur so vor sich hin. Das eine ist nur heiss, das andere überhitzt.


    Gruss

    Ulrich

  • ...157 °C. Bei dieser Temperatur beginnt die Sublimation, d.h., OXS geht vom festen in den gasförmigen Zustand über...

    Wird nun unkontrolliert weiter Wärme zugeführt, kann sich diese nicht schnell genug im Feststoff verteilen. Im Feststoff gibt es nur die Wärmeverteilung als Wärmeleitung. Es gibt keine Konvektion wie bei kochendem Wasser. Die Wärmeleitungskapazität ist für jeden Feststoff charakteristisch und limitiert

    Vielen Dank, das ist auch für Laien verständlich.

    Vermutlich ist es in der Praxis jedoch eine Frage der Quantitäten: Wie hoch ist die Heiztemperatur wirklich, resp. wie hoch die Überschreitung der 157 Grad? Wie schnell verteilt sich die Temperatur in OX - als Pulverhäufchen bzw. als gepreßte Tablette, resp. wie groß ist der homogene wärmeleitende Festkörper jeweils (einmal das einzelne grobe OX-Kristall oder in der anderen Variante die gesamte Tablette)?

    Der Varrox ist einer der am besten untersuchten Sublimatoren für OX. Er arbeitet ja bisher ohne Temperaturregelung (der neueste auf Messen vorgestellte Prototyp soll allerdings eine temperaturgesteuerte Abschaltung haben). Seine Temperatur wird bisher also einzig durch die Heizzeit begrenzt. Eine gewisse Konvektion ist da durchaus zu beobachten: Heiße Luft und OX-Gas steigen rasant auf und bereits kurz nach dem Aufstieg kühlt die gasförmige OX in der Luft bzw. auf kälteren Oberflächen ab und resublimiert. Die Thermik vermindert vermutlich den Kontakt noch nicht sublimierter Einzelkristalle zur Heizfläche etwas und reduziert so auch die Einwirktemperatur. Die Heizfläche des bisherigen Varrox wird jedenfalls in den vorgeschriebenen 2,5 min Anheizzeit deutlich heißer als 157 Grad, denn selbst nach Stromabschaltung bleibt das Pfännchen noch einige Zeit so heiß, daß OX bei zufälligem Kontakt sublimiert. Trotz dieser "Überhitzung" hat der Varrox nachgewiesenermaßen einen Wirkungsgrad von deutlich über 96% (bei Brutfreiheit).

  • Lecter hat aus Sicht der OXS natürlicH auch recht, denn im Festoff ergibt sich eine Temperaturerhöhungskurve.


    Ich denke Rainer hat das ganz gut zusammengefasst.

    Zitat

    ... jedoch verlaufen bei Überhitzung die Vorgänge

    - Sublimation der OXS

    - Wärmeverteilung im Feststoff

    - lokale Zersetzung aufgrund von Überhitzung

    parallel und völlig ungeregelt ab.....

    Liebe Grüße Bernd.

    Pushen wir uns nicht an den Stöckchen dieser Welt, bewegen wir Baumstämme, auf denen wir stehen.

  • Ich halte diese Erklärung nicht für richtig. Sublimation ist der Übergang vom festen in den gasförmigen Zustand, siehe Wikipedia. Für Sublimation müssen bestimmte Bedingungen für Druck und Temperatur herrschen. Der gasförmige Dampf ist unsichtbar. Ein Beispiel dafür ist Eis in einem abgeschlossenen Gefäß: Über dem Eis bildet sich durch Sublimation Wasserdampf bis zu dem zu der Temperatur gehörigen Dampfdruck aus und bleibt unsichtbar. Entfernt man diesen Dampf, so liefert das Eis durch Sublimation Wasserdampf nach, bis es gänzlich sublimiert ist.

    Was bei der Oxalsäurebehandlung aus dem Pfännchen aufsteigt, ist kein Gas, sondern fein verteilter Staub aus Oxalsäurekristallen. Dessen Entstehung: Man beobachtet, dass das Oxalsäuredihydrat erst flüssig wird und dann kocht. Der Dampf kondensiert in der kälteren Luft zu diesen feinen Oxalsäurekristallen, möglicherweise auch über eine sehr kurze flüssige Phase, die man nicht beobachten kann, da der Dampf zu schnell abkühlt. Es handelt sich also nicht um Sublimation sondern um Verflüssigung, Verdampfung und nachfolgende Kondensation in der kälteren Luft. Die entsprechenden Geräte sind also Oxalsäureverdampfer, keine Oxalsäuresublimierer.

    Das ist ein ähnlicher Prozess wie beim Kochen von Wasser. Wenn Wasser auf dem Herd kocht, dann entweicht Wasserdampf als Gas und kondensiert in der kälteren Luft als Nebel aus feinen Wassertröpfchen. Würde man das bei tiefen Temperaturen durchführen, dann würde der Wasserdampf zu einem Nebel aus feinen Eiskristallen kondensieren so wie die Oxalsäure bei der Oxalsäureverdampfung.

    Gruß Ralph

  • Ist das Wasser vollständig ausgetrieben, erwärmt sich der Feststoff (jetzt wasserfreie OXS) auf 157 °C. Bei dieser Temperatur beginnt die Sublimation, d.h., OXS geht vom festen in den gasförmigen Zustand über. Das ist der zweite Phasenübergang.

    Gerade das passiert nicht. Der OS-Nebel entsteht während des Kochens auf dem Pfännchen, das kann jeder beobachten und nachvollziehen.

    Gruß Ralph

  • Wird nun unkontrolliert weiter Wärme zugeführt, kann sich diese nicht schnell genug im Feststoff verteilen. Im Feststoff gibt es nur die Wärmeverteilung als Wärmeleitung. Es gibt keine Konvektion, wie bei kochendem Wasser. Die Wärmeleitungskapazität ist für jeden Feststoff charakteristisch und limitiert (Kupfer leitet Wärme besser als Porzellan).

    Ich denke, das hier ist des Pudels Kern. Trotz aller genannten Faktoren erscheint mir diese Begründung die einzig Plausible für das entsprechende Verhalten der OXS bzw. die unterschiedliche Wirksamkeit verschiedener Sublimatoren. Ist ja letztlich auch das, was Immenlos mit dem Öl-ins Wasser-Beispiel beschreibt. Das Wasser kann die zusätzliche, thermische Energie nicht schnell genug aufnehmen/ableiten. Ähnlich scheint es bei der OXS zu sein. Wobei ribes ja unten auf den Varrox hinweist, der trotz dieser Problematik ja scheinbar recht gut funktioniert.


    Naja, sei es drum. Auch wenn ich mir hinsichtlich der chemisch-physikalischen Vorgänge noch nicht ganz im Klaren bin war/ist das eine sehr spannende Diskussion, vielen Dank. Die grundlegende Aussage von der wir herkommen, nämlich dass der Sublimox dem Gasvap überlegen ist, nehme ich übrigens vorbehaltlos als richtig an, allein aufgrund der vielen Berichte erfahrener Imker wie etwa Immenlos. Dafür muss ich auch nicht in letzter Einzelheit verstehen wie es funktioniert, weiß ich ja bei meinem TV-Gerät auch nicht :-)

  • Ist das Wasser vollständig ausgetrieben, erwärmt sich der Feststoff (jetzt wasserfreie OXS) auf 157 °C. Bei dieser Temperatur beginnt die Sublimation, d.h., OXS geht vom festen in den gasförmigen Zustand über. Das ist der zweite Phasenübergang.

    Gerade das passiert nicht. Der OS-Nebel entsteht während des Kochens auf dem Pfännchen, das kann jeder beobachten und nachvollziehen.

    Gruß Ralph

    Das widerspricht sich m. E. aber nicht. Wenn Wasser gekocht wird, beginnt das Verdampfen auch bereits unter 100°C.

  • Es wird behauptet, dass die OS vom festen in den gasförmigen Zustand übergeht. Das passiert eben nicht.

    Sie geht aber aus der Schmelze (=flüssiger Zustand) in den Nebel (=fester Zustand) mit einer vermutlich gasförmigen Zwischenphase über.

    Gruß Ralph

  • Das Sichtbarwerden des Nebels ist bereits die Resublimation. Das ist dann schon nicht mehr gasförmig, sondern schon wieder fest. Allerdings in kleinsten Mikrokristallen.

    Wasserdampf ist auch erst wieder sichbar, wenn kleinste Mikrotröpfchen in der Luft kondensiert sind. Dampfdruck, Übersättigung z.B. durch Temperaturreduktion (Wolkenbildung)


    Gruss

    Ulrich

  • Zwischenfrage an die Chemiker: wenn bei höheren Temperaturen ein Teil der OXS zerfällt, können nicht die Zerfallsprodukte beim Abkühlen direkt wieder zu OXS reagieren? Würde erklären, dass der sichtbare Nebel unter dem Gasoxamat bei 250 Grad nicht weniger, eher mehr erscheint als bei 160. (In der Anleitung vom Oxamat wird geraten, bis 280 Grad zu heizen.)

  • Die Bedienungsanleitung ist mal geändert worden. Früher empfahl Erich vorzuheizen, ich meine 250 Grad, dann abkühlen lassen auf 200, Tablette fallen lassen und wenn die Temperatur unter 150 Grad fiel, nachzuheizen.


    In der aktuellen Anleitung liegt die Tablette im kalten Schälchen. Dann fängt man mit heizen an, bis auf 280 Grad, dann Heizung abstellen. Die Tablette sublimiert im entsprechenden Temperaturfenster, erst danach überhitzt das Schälchen. Bei 280 Grad ist das Schälchen garantiert leer. Dieses Vorgehen entspricht genau dem des Varrox. Wahrscheinlich ist das Ergebnis jetzt besser, als wenn man nach der alten Anleitung arbeitet.

    Gruss

    Ulrich

  • Es wird behauptet, dass die OS vom festen in den gasförmigen Zustand übergeht. Das passiert eben nicht.

    Sie geht aber aus der Schmelze (=flüssiger Zustand) in den Nebel (=fester Zustand) mit einer vermutlich gasförmigen Zwischenphase über.

    Gruß Ralph

    Ich muss gestehen, ich hab dank der geschlossenen Systeme der Verdampfer die OXS noch nicht selbst direkt dabei beobachtet. Daher habe ich nun mal bei Youtube rein geschaut.


    Ich habe dort ein sehr interessantes Video gefunden, wo jemand eine Versuchsreihe durchführt. Beobachtet wird die Sublimation von OXS bei verschiedenen, aber definierten Temperaturen.


    Fazit (des Youtubers): Oxalsäuredihydrat wird bei Temperaturen bis rund 101.5 °C kochen, das Wasser verdampfen und die reine Oxalsäure wieder als Feststoff zurück bleiben. Das ist soweit kein Problem und alles im grünen Bereich. Der Feststoff sublimiert dann bei steigenden Temperaturen bis 157° C - und auch schon darunter. Das ist der eigentliche Wirkbereich. Die Oxalsäure geht daher tatsächlich vom festen in den gasförmigen Zustand über. Das flüssige Zwischenspiel ist lediglich das Wasser, welches auskocht, wie weiter oben auch schon von Immenreiner festgestellt wurde. Und vermutlich recht bedeutungslos für unsere Behandlung ist, da der Wasserdampf wohl nicht ausreichend OXS enthält (meine Vermutung).


    Wird die OXS bei Temperaturen zwischen 101.5 ° und 157 °C zugegeben, scheint sie entsprechend direkt zu kochen und teils zu verdampfen (Wasser kocht aus), bis ein weißer Feststoff zurück bleibt, welcher dann langsam verdampft. Dies scheint auch noch der Fall zu sein bei Temperaturen bis 187°C, dem Zerfallspunkt von OXS. Erst bei Temperaturen darüber wird es spannend: Bei 215 °C zugegebene Oxalsäure (kein OXS-Dihydrat, also schon wasserfrei) scheint bei diesen Temperaturen kurz aufzukochen und anschließend zu verdampfen (ab etwa Minute 13:00). Der Youtuber erklärt dies mit einem Zerfall von OXS in AS welche anschließend kurz aufkocht und verdampft. Wirken dürfte dies dann nicht mehr. Es scheint also so, dass die OXS nicht so schnell sublimieren kann wie nötig und die Hitze sie zersetzt, wie beemax das oben beschrieben hat.


    Das ist jetzt alles nichts Neues und wurde in der ein oder anderen Form bereits hier von euch beschrieben, aber dieses Video hat zumindest mir sehr geholfen: Es wird definitiv kein Billigteil ohne Temperaturregelung angeschafft. Das scheint Glücksspiel zu sein. Kann klappen, muss aber nicht.



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