Почему везде получение углекислого газа электролизом связывают с окислением графитовых электродов? Я не спорю, на аноде происходит такой процесс, но ведь основная часть CO2 получается по реакции:
4HCO3(-) -> 4CO2 + O2 + 2H2O + 4e
Не спорю, там есть конкурирующий процесс:
4HO(-) -> O2 + 2H2O + 4e
Чем выше концентрация гидрокарбоната, тем сильнее на аноде выражен первый процесс и тем слабее - второй. А при условии насыщенного раствора пищевой соды концентрация гидрокарбоната будет выше концентрации гидроксила порядков на 5.
Лучше всего сыпануть большое количество гидрокарбоната, чтобы раствор всегда был насыщенным.
При этом на катоде идет образование гидроксил-иона:
2H20 + e -> 2OH(-) +H2
И гидроксил-ион тут же связывается гидрокарбонатом, переводя того в карбонатную форму. Иначе говоря, в процессе реакции гидрокарбонат расходуется. Вода, кстати, в этих реакциях суммарно на аноде и катоде не расходуется совсем, а даже выделяется, впрочем, она еще улетает с выделяющимися газами.
Таким образом, осадок нерастворенного гидрокарбоната будет постепенно растворяться, переходя в карбонат, растворимость которого существенно выше.
Как осадок пропадет - значит надо менять электролит. Иначе доля углекислого газа начнет падать. Кстати, по расчету там должно получаться в объемных долях 2/3 CO2 и по 1/6 кислорода и водорода (я не разделял мембраной анод и катод, пусть все газы выходят вместе, водород ведь не мешает). Количественный анализ я не проводил - у меня нет под рукой газового хроматографа. Но качественные реакции на углекислый газ дают четкий ответ - CO2 выделяется (пропускание этого газа через раствор гидроксида кальция или ацетата свинца дает выделение осадка).
А регулировать скорость потока углекислого газа надо силой тока. Для этого снаружи надо поставить переменный резистор подходящей мощности и сопротивления (порядка 200 Ом - 1кОм, в зависимости от расстояния между электродами). Без резистора при расстоянии между электродами около 1 см в насыщенном растворе гидрокарбоната натрия при прикладывании 16В получался ток около 1.3А. То есть сопротивление раствора было примерно 12 Ом. Раствор при этом заметно нагревался, ну понятно - 20Вт в него вкачивается.
Чтобы электроды не разрушались, их надо делать из инертного материала. Графит подходит плохо (разрушается). Идеально - платина, но сами понимаете... Я сначала попробовал титан, но он сразу пассивируется и электролиз не идет. А нержавеющая сталь работает хорошо, хотя тоже понемногу растворяется, конечно - раствор зеленеет от растворенного железа. Но хватит надолго.
Вот.
Таким образом, недостатки, перечисленные в сообщении 55:
1) герметичность
вообще не проблема. Электроды вклеиваются эпоскидкой в отверсия в стеклянной банке, или пропускаются через резиновую пробку - много есть способов.
2) замена электродов
очень редко для нержавеющей стали и никогда - для платины :)
3) подбор электролита(иначе будет просто электролиз воды -разложение на кислород и водород)
никаких сложностей. Высыпал в электролизер полкило соды и добавил поллитра воды - хватит надолго
4) низкая производительность(при высоком РН это как мертвому припарка)Вобщем не стоит заморачиватся.Для дома намного проще химический или брагу.А для высоких уровней Рн только балонная система.
Тут мне сложно прокомментировать. А какая производительность должна считаться не низкой? Тот электролизер, что я описал, на предельном токе без токоограничивающего резистора за 3 минуты выдал 70 мл газа, то есть около 45 мл в пересчете на чистый CO2. То есть почти литр CO2 в час. Мало?
Что касается браги и химического генератора - не понравились они мне :) Неэлегантно.
Написанное мною выше - теория и практика в плане конструирования описанного генератора. Я сделал электролизер, подобрал материалы и убедился, что выделяется CO2. На аквариуме не испытывал, потому что аквариума у меня раньше не было, а сейчас я его только собираю.
