Knallgas oder Brown's-Gas im Badewasser (2 H₂ + O₂)
Wird Gleichstrom durch salzhaltiges Wasser geleitet, so spaltet sich das Wassermolekül in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff auf und tritt gasförmig als Bläschen aus dem Wasser aus.
Die austretende Gasmischung wird Knallgas genannt, weil dieses Gas, wenn es sich entzündet, so heftig und schnell wieder zu Wasser verbrennt, dass die Implosion des Mischgases zu Wassertröpfchen einen sehr lauten Knall verursacht.
Entstehung bei der Elektrolyse: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂
Knall beim Zünden: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
Die Reaktion ist nur dann so heftig, wenn das Mischungsverhältnis von H₂ und O₂ genau 2:1 beträgt. Ansonsten brennt das Gas oder ist gar nicht erst entzündlich, wenn der Sauerstoff nur wenig Wasserstoff enthält oder umgekehrt.
Da sich Knallgas wesentlich leichter erzeugen lässt als reines H₂‑Gas, werden auch Geräte beworben, die zur Anreicherung von Wasser mit H₂‑Gas Knallgas ins Wasser sprudeln lassen. Das ist oft bei billigen Booster-Flaschen der Fall. Mit Knallgas wird auch versucht, Badewasser mit H₂‑Gas anzureichern. Bei meinen Badewasser-Maschinen konnte ich bei der Verwendung von Knallgas erstaunlicherweise gar keine Anreicherung des Wassers mit H₂‑Gas messen, wie der folgende Vergleich von zwei Versuchen im Diagramm zeigt.

Die durchgezogene Kurve ist die Referenzmessung, wenn die Anreicherung des Badewassers nur mit reinem H₂‑Gas erfolgt. Die gestrichelte Kurve gibt den Versuch wieder, bei dem bei sonst gleichen Bedingungen die ersten 20 Minuten Knallgas in das Badewasser eingebracht wurde und dann auf reines H₂‑Gas wie bei der Referenzmessung umgestellt wurde.
Man erkennt, dass mit Knallgas gar keine Anreicherung mit H₂‑Gas erfolgte und anschließend auch das reine H₂‑Gas durch den hohen O₂‑Gehalt im Wasser schlechter vom Wasser aufgenommen wurde. Die Anreicherung dauerte dann länger und der erreichte Maximalwert der H₂‑Sättigung des Wassers war geringer.
Es scheint so zu sein, dass die blauen Tropfen nicht mehr auf im Wasser gelöstes H₂-Gas reagieren, wenn das Wasser zugleich viel gelösten Sauerstoff enthält!
Dass das Wasser wegen des zusätzlich gelösten O₂-Gases fast kein H₂-Gas mehr lösen kann, ist dagegen unwahrscheinlich. Denn die Löslichkeit eines Gases in einer Flüssigkeit hängt nach dem Henry-Gesetz fast ausschließlich vom Partialdruck dieses spezifischen Gases in der Gasphase über dem Wasser ab.
Ist der Sauerstoffgehalt im Wasser hoch (z. B. durch die Anreicherung von Wasser mit Knallgas), betrifft das nur die Gleichgewichtskonzentration von Sauerstoff. Solange sich der Partialdruck des Wasserstoffs in der Umgebung dadurch nicht ändert, bleibt auch seine Löslichkeit im Wasser konstant. Beide Gase verhalten sich daher beim Lösen in Wasser weitgehend unabhängig voneinander. Auch ein gegenseitiger Verdrängungseffekt ist nicht zu erwarten. Sowohl Sauerstoff als auch Wasserstoff sind unpolare Gase und lösen sich in Wasser nur in sehr geringen Mengen. Da sich die Gase in den mikroskopisch kleinen Freiräumen des Wassermolekül-Netzwerks einlagern, ohne stark miteinander zu interagieren, blockieren sie sich gegenseitig nicht. Ein nennenswerter „Aussalzeffekt“ oder Verdrängungseffekt tritt erst bei extrem hohen Konzentrationen gelöster Stoffe auf (etwa bei Salzen).
Aber der sogenannte
„Blue Bottle“-Versuch zeigt, dass es sehr wohl möglich ist, dass die bereits transparenten „blauen Tropfen“ durch O₂-Gas im Wasser wieder blau werden und entsprechend auch so lange nicht entfärben, wie sich noch freies O₂-Gas befindet!
