Mit welchen Chemischen Elementen kann man O2 gewinnen

[RTW112]

Habe gestern mit Freunden Star Gate Universe geschaut. Da wird ja bei den ersten Folgen ein Thema behandelt mit den Lebenserhaltungssystem der Destiny.

Da wird ja besprochen das man Kalziumkarbonat mit Wasser O² erzeugen lässt.

Da mal meine Frage aus was lässt sich das noch gewinnen? Ist das leicht so zu erzeugen?

Und wenn ja warum wird es nicht als Variante bei Tauchflaschen und bei Feuerwehr und THW Atmenschutz eingesetzt?
Somit hat man da nicht die Zeit im Nacken so sitzen und die Geräte sidn bestimmt leider als bei der Feuerwehr die PA (Pressluftatmergeräte). Auch wenn man froh ist nach 15 Minuten je nach körperlichen anstrengend wieder draußen zu sein.
Gibt ja auch Geräte bei der Feuerwehr mit zwei 300bar Geräte für Gruppenführer, aber schwerer und nach 30-45Minuten ist jeder froh wenn der Einsatz dann vorbei ist.

Deswegen wäre es geil wenn man 2h Luft hätte wenn man mal verschüttet ist oder ein neuen Ausgang suchen muss und keine so kurze Zeit im Nacken hat.
Plus das die Gräte noch leichter und kleiner sind, so das man überall durch kommt und auch nicht so Unterdruck steht( Da man ja 200 oder 300bar Flaschen auf den Rücken hat)

[Dannyboy]

Ja, jetzt hast du das große Geheimnis von SGU gelöst. In Wirklichkeit ist alles wie bei Lost. Alle an Bord der Destiny sind tot und träumen nur noch im Jenseits, sie würden leben.

Man kann zwar aus Wasser Sauerstoff gewinnen, aber dafür braucht man kein Calciumcarbonat CaCO3. Daraus erhält man höchstens Kohlendioxid und aus Kohlendioxid bekommt man den Sauerstoff nicht. Zumindest wäre das sehr sehr viel aufwendiger, als ihn aus Wasser zu gewinnen.
Calciumcarbonat kann man wohl zu Calciumhydroxid und CO2 umsetzen. Das kann dann mit Chlor zu Chlorkalk umgesetzt werden, welches dann tatsächlich thermisch unter Sauerstoffbildung zersetzt werden kann.
Aber das wäre auf der Destiny idiotisch umständlich, denn es wäre nur eine unnötig komplizierte Art, Sauerstoff aus Wasser zu gewinnen.

Sauerstoff lässt sich aus verschiedenen Edelmetalloxiden, Goldoxid, Quecksilberoxid durch thermische Zersetzung gewinnen.
Außerdem kommt Bariumperoxid in Frage. Allerdings braucht man zur Herstellung von Bariumperoxid Luftsauerstoff.
Die Verfahren lohnen sich also nur, wenn man aus dem Atmosphärengemisch den reinen Sauerstoff erhalten will.


P.S.: Pflanzen setzen Sauerstoff aus Wasser frei, nicht aus Kohlendioxid, wie manche naiverweise annehmen.

[Mendred]

Es gibt Regenerationsgeräte bei der Feuerwehr.
Da wird zur Ausatemluft wieder ein Teil Sauerstoff hinzugefügt, dadurch kann man afaik bis zu 2 Stunden atmen.

Das Problem ist, dass die Atemluft sich dabei extrem aufheitzt und man dadurch noch mehr belastet wird.

[Cordess]

Also von meinem Chemiebaukasten weiß ich noch, daß sich Wasserstoffperoxid ausgezeichnet für die Sauerstoffgewinnung eignet.


Das geht sogar so gut, daß man es für Raketentriebwerke und U-Boote verwenden wollte bzw. verwendet hat.

P.S.: Pflanzen setzen Sauerstoff aus Wasser frei, nicht aus Kohlendioxid, wie manche naiverweise annehmen.

Ist es nicht so, daß die Pflanzen den Kohlenstoff der im Kohlendioxid enthalten ist binden?

Wenn ja, was passiert dann mit dem O2, wenn das Kohlenstoffatom aus dem CO2 entfernt wurde?

[Dannyboy]

Ist es nicht so, daß die Pflanzen den Kohlenstoff der im Kohlendioxid enthalten ist binden?

Wenn ja, was passiert dann mit dem O2, wenn das Kohlenstoffatom aus dem CO2 entfernt wurde?

Sie binden ihn in Form von Kohlenhydraten, da wird kein Kohlenstoffatom aus CO2 entfernt.

Siehe bei Wiki unter Calvin-Zyklus nach.

[HMS Fearless]

Sie binden ihn in Form von Kohlenhydraten, da wird kein Kohlenstoffatom aus CO2 entfernt.

Siehe bei Wiki unter Calvin-Zyklus nach.

Aber für den Kohlenstoffkreislauf kommts letztendlich aufs selbe hinaus...

[Dannyboy]

Aber für den Kohlenstoffkreislauf kommts letztendlich aufs selbe hinaus...

Ja, aber wenn man auf die Idee kommen sollte, das man Calciumcarbonat zur Sauerstoffgewinnung benötigt, dann stimmt da etwas nicht. Und dann wäre es dämlich darauf zu verweisen, das die Pflanzen es ja auch so machen würden.

[HMS Fearless]

Wenn es möglich ist, Kohlenstoff und Sauerstoff unter Freisetzung von Energie zu oxidieren, muss es auch möglich sein CO2 unter Zuführung von Energie zu Kohlenstoff und Sauerstoff zu reduzieren.
Gibt es dazu ein funktionierendes technisches Verfahren?

[Dannyboy]

Wenn es möglich ist, Kohlenstoff und Sauerstoff unter Freisetzung von Energie zu oxidieren,

Mööp, Sauerstoff wird reduziert, wenn Kohlenstoff oxidiert wird.

muss es auch möglich sein CO2 unter Zuführung von Energie zu Kohlenstoff und Sauerstoff zu reduzieren.

Klar. Kostet nur sehr viel Energie und erfordert einige umständliche Zwischenschritte. Man würde wohl Methan und Wasser erhalten.

Gibt es dazu ein funktionierendes technisches Verfahren?

Nein, weil es Schwachsinn ist.

[HMS Fearless]

Mööp, Sauerstoff wird reduziert, wenn Kohlenstoff oxidiert wird.

Klar. Kostet nur sehr viel Energie und erfordert einige umständliche Zwischenschritte. Man würde wohl Methan und Wasser erhalten.

Nein, weil es Schwachsinn ist.

1. Klugscheisser


2. Die Reaktion an sich wird genau so viel Energie benötigen wie bei der Oxidation des Kohlenstoffs frei geworden ist.

Jede Chemische Reaktion lässt sich umkehren.
Gemäss dem ersten Satz der Thermodynamik wird das Lösen der Doppelbindung zwischen dem Kohlenstoff- und dem Sauerstoffatom genau so viel Energie benötigen wie bei der Entstehung der Bindung frei geworden ist.
Natürlich wird der Gesammtprozess mehr Energie benötigen.

Wie wäre es mit einem Zwischenschritt über ein Metalloxid?
z.B. Aluminium. Anschliessed liesse sich der Sauerstoff in einer Wasserstoffatmosphäre vom Aluminum lösen.


3. Hier auf der Erde ja, aber die Frage ist ja die Gewinnung von Sauerstoff in einem Weltraumfahrzeug zur Verosrgung der Crew.

[Dannyboy]

1. Klugscheisser

Ist aber wichtig. Unter reduzierenden Bedingungen kannst du zwar den Kohlenstoff des CO2 umsetzen, aber du erhälst keinen freien Sauerstoff O2. Denn das wäre ein Oxidationsprodukt. Du könntest Methan und Wasser erzeugen.

2. Die Reaktion an sich wird genau so viel Energie benötigen wie bei der Oxidation des Kohlenstoffs frei geworden ist.

Chemische Reaktionen sind nicht immer reversibel. Selbst wenn eine Reaktion thermodynamisch erlaubt ist, kann sie kinetisch behindert sein. Zum Beispiel kann ich ein größeres Molekül durch Zuführen von Energie leicht in viele kleine Fragmente zerlegen. Die Umkehrung ist aber auf direktem Weg praktisch unmöglich, weil es nahezu ausgeschlossen ist, das sich viele Fragmente zufällig in korrekter Orientierung alle an einem Punkt treffen.

Jede Chemische Reaktion lässt sich umkehren.

Schlicht falsch. Vor allem wenn man eine Netto-Reaktionsgleichung mit den tatsächlichen Elementarreaktionen verwechselt.

Natürlich wird der Gesammtprozess mehr Energie benötigen.

Genau.

Wie wäre es mit einem Zwischenschritt über ein Metalloxid?
z.B. Aluminium. Anschliessed liesse sich der Sauerstoff in einer Wasserstoffatmosphäre vom Aluminum lösen.

Merkste was?
1. Bräuchte man dabei Wasserstoff. Aber dann könnte man auch gleich Sauerstoff lagern.
2. Man bekäme keinen freien Sauerstoff, sondern Wasser.
Den könntest du spalten. Aber das habe ich oben ja schon gesagt.

3. Hier auf der Erde ja, aber die Frage ist ja die Gewinnung von Sauerstoff in einem Weltraumfahrzeug zur Verosrgung der Crew.

Die Gewinnung von Sauerstoff aus Kohlendioxid ist eben äußerst umständlich. Reduzieren zu Methan und Wasser und Wasser elektro- oder photolytisch spalten.

[McWire]

Mit welchen Chemischen Elementen kann man O2 gewinnen

-> Sauerstoff


Es gibt kein anderes chemisches Element aus dem man durch chemische Reaktion Sauerstoff produzieren kann.

Wenn du eine nukleare Umwandlung zur Grundlage nimmst, gemäß den Replikatoren aus Star Trek, kannst du Sauerstoff aus etwa 1/3 aller chemischen Elemente durch nukleare Umwandlung gewinnen, wobei aber in 90% der Fälle ein radioaktives Nuklid entsteht.

Wenn ich mal Zeit und lange Weile habe, kann ich hier mal paar Zerfallsketten posten an deren Ende ein stabiles O-Isotop steht.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
McWire schrieb nach 5 Minuten und 10 Sekunden:

Da wird ja besprochen das man Kalziumkarbonat mit Wasser O² erzeugen lässt.

Daran sieht man mal, dass Technobabble die meisten Leute so langweilt, dass sie nicht aufpassen um was es geht

Es ging niemals darum Sauerstoff zu erzeugen, zumindest nicht in der Episode die ich gesehen habe, sondern das Problem war, dass die CO2-Filter der Destiny aufgebraucht waren. Dadurch hat sich das Kohlendioxid in der Atomsphäre gesammelt und zu Vergiftungserscheinungen geführt.

Das Thema hatten wir aber schonmal -> http://www.scifi-forum.de/science-fi...ml#post2311745
und dort wurde auch erklärt, warum Karbonate auch sehr dämlich für diesen Zweck sind, weil sie nämlich schon gebundenes CO2 enthalten, sonst wären es eben keine Salze der Kohlensäure

[MoNoSToNe]

Mich wundert irgendwie, dass noch niemand Elektrolyse erwähnt hat...

[Seythia]

Mich wundert irgendwie, dass noch niemand Elektrolyse erwähnt hat...

Elektrolyse eignet sich nur für den Labormaßstab. Die entstandene Menge Sauerstoff ist zu gering.

Auch aus der katalytischen Zersetzung von Wasserstoffperoxid lassen sich nur sehr geringe Mengen an Sauerstoff gewinnen.

Das einzige Verfahren, das großtechnisch angewandt wird, ist das Linde-Verfahren, aber da handelt es sich um franktionierende Destillation von Luft, die verflüssigt wurde.
Ergo kann also da, wo kein Sauerstoff in der Luft ist, auch kein Sauerstoff erzeugt werden.

Es wird aber fleißig an Katalysatoren gebastelt, die CO_2 in C und O_2 zerlegen.
Leider bis jetzt nur mit mäßigem (oder eher ohne jeglichen) Erfolg

EDIT2:
Ok, also nachdem ich mir den Unsinn nochmal angeschaut habe, kann ich mir das mit der Stargate Universe Folge auch nur damit erklären, dass die auf das chemische Gleichgewicht vertraut haben.
Wenn man Calcit also mit CO_2 und Wasser reagieren lässt und einen sehr großen Überschuss an CO_2 hat, dann läuft die Reaktion schneller ab:
CO_2 + H2_0 + CaCO_3 -> Ca^+ + HCO_3^-
Was nur bei niedrigen Temperaturen funktioniert ... wenn es denn funktioniert.

[McWire]

Mich wundert irgendwie, dass noch niemand Elektrolyse erwähnt hat...

Für das Beispiel aus Stargate Universe war dieses Verfahren nun einmal nicht relevant und allgemein in der realen Praxis ist dieses Verfahren zu energieintensiv. Elektrolyse lohnt sich nur, wenn man eine kostenlose Energiequelle zur Verfügung hat und man Energie verschwenden kann.

Etwas anderes ist natürlich die Herstellung von Treibstoff mittels Elektrolyse, weil dort ja der reingesteckte Energiegehalt zu einem guten Prozentsatz wieder genutzt werden kann.