Frage: Ist die chemische Reaktion bei der Prüfung der Belegreife mit der CM-Methode abgeschlossen?
Antwort: Nein, die chemische Reaktion ist noch nicht abgeschlossen.
Das folgende kurze Video verdeutlicht diese Aussage: Die chemische Reaktion ist bei der Prüfung der Belegreife mit der CM-Methode nicht abgeschlossen!
Erläuterung
Jede chemische Reaktion läuft solange bis ihr Endpunkt erreicht ist. Der Endpunkt ist erreicht, wenn kein Wasser in Kontakt mit Karbid kommen kann. Wasser und Karbid müssen sich zur Reaktion berühren können. Die Bildung von Acetylen erfolgt sehr schnell (wenige millionstel Sekunden).
Wie schnell die Reaktion ihren Endpunkt erreichen kann hängt neben der eigentlichen Reaktionsgeschwindigkeit davon ab, wie gut sich die Reaktionspartner berühren können.
Bei der CM-Methode ist nur das Wasser die mobile Komponente. Je langsamer sich die Wassermoleküle bewegen können (Temperatur) oder je länger der Weg ist (Porensystem), desto länger dauert es bis zum Ende der Reaktion. Sie ist deutlich schneller, wenn auch Karbid zur mobilen Komponente wird, wenn man die Druckflasche zum Beispiel also permanent schütteln würde.
Wasser wird sich immer einen Weg zum Karbid suchen. Dazu kann das Wasser auch durch die Flascheninnenluft diffundieren. Dies dauert allerdings Stunden statt Sekunden, bis zum Beispiel ein Gramm Wasser reagiert hat. Beispiel: Tropfen an der Flascheninnenwand bei aufrecht stehender Flasche.
Ein andere Art der Behinderung liegt vor, wenn Wasser nicht auf der Oberfläche einer Probe vorliegt (Sandschüttung), sondern sich im Porensystem einer Probe befindet, also auf der inneren Oberfläche. Das Wasser kann sich in einem solchen Porensystem nur sehr langsam bewegen (Diffusion, Effusion) und daher läuft die Reaktion entsprechend langsam ab.
Estriche insbesondere zementäre Systeme weisen eine grosse innere Oberfläche auf. Die Porenstruktur kann man sich wie ein fein verzweigtes Kanalsystem vorstellen, ähnlich den Wasserwegen von Venedig.
Lässt man die Druckflasche einfach stehen, dauert es ein paar Wochen bis zum Endpunkt der Reaktion. Hingegen ist die Reaktion nach zwei Tagen abgeschlossen sein, wenn die Druckflasche permanent geschüttelt wird.
Für Chemie Fans
Grundsätzlich verläuft jede chemische Reaktion immer bis zu ihrem chemischen Gleichgewicht. Das bedeutet, jede Reaktion hat auch eine Rückreaktion. Bei der Rückreaktion werden wiederum die Ausgangsprodukte gebildet. Das chemische Gleichgewicht ist jeweils dann erreicht, wenn bei der Hinreaktion und bei der Rückreaktion gleich viele Produkte pro Zeiteinheit entstehen.
Wo das chemische Gleichgewicht liegt, hängt von der Lage der Gleichgewichtskonstanten ab (Massenwirkungsgesetz). Dieses liegt im Fall der Reaktion von Calciumcarbid mit Wasser (CM-Methode) klar auf der Seite der Produkte. Die Seite der Produkte ist die Hinreaktion, welche unter anderem Acetylen bildet.
Den Restwasseranteil liegt bei einem Partialdruck von rund 2 x10-10 mbar.
Ziehen wir einen kleinen Vergleich heran: Der Dampfdruck von Wasser ist bei 20°C mit rund 23mbar gut 100 Milliarden mal höher.
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