Discussione: Banda di Reazione

Cari amici,
do inizio a questa discussione perchè, nei nostri ultimi test, abbiamo eseguito un esperimento che mostra in modo visivo l'attività della banda di reazione e quella del plasma.
Mi spiego meglio.
Secondo il nostro modello, prima che il plasma si inneschi, tutto il catodo si comporta da conduttore. Ciò è dimostrato dal fatto che, come qualsiasi conduttore elettrico, elevando la tensione agli elettrodi aumenta anche la corrente. Tutto questo si verifica PRIMA dell'innesco del plasma.
Una volta che il plasma si innesca però le cose cambiano. Il plasma, avvolgendo il catodo, lo ISOLA elettricamente e il passaggio della corrente è garantito solo dalla zona di catodo sottostante il coprielettrodo (la cosiddetta BANDA di REAZIONE). Ciò è dimostrato dal fatto che a plasma innescato, anche elevando la tensione (fino al limite massimo del variac, intorno ai 330 V) la corrente si stabilizza ad un certo valore (che dipende dal tipo di elettrolita e dalla sua concentrazione) e NON varia. Indipendentemente dalla tensione.
Ora, nel nostro test cui si riferisce la foto, abbiamo utilizzato come catodo un elettrodo di rame in una soluzione di carbonato di potassio a 0,2 M. Dalla foto si nota come l'attività del plasma, caratterizzata da peculiare colorazione verde (dovuta al rame) si distingue CROMATICAMENTE dall'attività della banda di reazione di colore prevalentemente giallo-arancio.


Ciò a dimostrazione della diversa attività fra plasma - isolante e neutro - e banda di reazione -conduttiva, la cui attività garantisce la stabilità del plasma.

Edited by Quantum Leap - 15/11/2005, 09:14

Meraviglioso, bravo Quantum,...finalmente avete usato il rame, bella foto...

ciao raghissimi

CITAZIONE (Quantum Leap @ 15/11/2005, 01:58)

Cari amici,
....
Il plasma, avvolgendo il catodo, lo ISOLA elettricamente e il passaggio della corrente è garantito solo dalla zona di catodo sottostante il coprielettrodo (la cosiddetta BANDA di REAZIONE). ....
Ciò a dimostrazione della diversa attività fra plasma - isolante e neutro - e banda di reazione -conduttiva, la cui attività garantisce la stabilità del plasma.

Ciao Quantum,
dovresti essere così gentile da chiarirmi una cosa:

Il copricatodo che usate è un tubetto di vetro (o ceramica), giusto?
Quanto spazio c'è tra le pareti del tubetto e il catodo?
Cosa c'é nell'intercapedine tra copricatodo e catodo? Aria?

Lo chiedo perchè io ho fatto qualche prova usando un tubetto di ceramica (il corpo di un fusibile) direttamente a contatto col catodo (o quasi), sigillandone la parte superiore (del fusibile) con mastice refrattario per evitare infiltrazioni di elettrolita. In pratica forse non si è nemmeno creata la bolla d'aria che forma intercapedine tra ceramica e catodo, perché lo spazio tra catodo e ceramica era quasi nullo'.
Ebbene, NON ho notato alcuna banda di reazione, e tutta la superficie del catodo esposta era coperta con plasma uniforme. Questo finché non si è sbriciolata la ceramica per shock termico quando ho spento la cella, ovviamente. Ho usato Catodo e Anodo di W, sale 'dietetico' NaCl 30% + KCl 70%, 2,5cm di catodo esposto a 10cm di profondità, 140V / 1,8A.

Ancora grazie per condividere queste informazioni.

Edited by ElettroRik - 15/11/2005, 11:00

Salve Quantum

C'e' un'altra cosa, quando si usan sali diversi con un catodo che espone solo una parte in conduzione, mentre il resto è ISOLATO /esperimento di Remond) accade che lòa resistenza varia. Quindi questo verifica che il plasma conduce e che il sale ha una resistenza di molto maggiore di quella del plasma, altrimenti non avremmo una differenza cosi' accentuata. Altrimenti senza quella parte che fa da banda di reazione accadrebbe che il plasma sarebbe instabile e soprattutto che la resistenza di tutto il sistema sarebbe mooolto alta (isolante).
Se la banda di reazione è l'unica a condurre, perchè questo accade?

Si dovrebbe forse vedere se la ddp applicata è sufficiente a far si che il plasma si "stratifichi" nelle parti esterne creando una specie di limitatore di corrente (quindi palsma non neutro) oppure se è proprio l'inspessimento dello strato di ioni salini positivi a ridurre per affollamento la capacità di far transitare corrente.

Vi invito ad eseguire il confronto con due sali in concentrazioni di 0.2 molare (CaCl2 ed NaCl) per verificare quanto detto a priori.

E' importante sapere questa capacità conduttiva del plasma perchè in un modello elettrico dello stesso questo cambierebbe completamente la situazione.

Grazie

Saluto con l'occasione tutti gli amici in linea con noi, mi rivolgo all'amico Quantum Leap, complimenti per la foto anche da parte mia Quantum Leap.

Una domanda, per caso osservi sul rame le formazioni cristalline rossastre ??


Ti ringrazio e saluto tutti gli altri amici, un forte abbraccio.

P.S. Mi invii gentilmente tutte le foto che hai fatto della prova rame su posta elettronica privata ??? Grazie.

QUOTE (Hellblow @ 15/11/2005, 11:25)

Salve Quantum
Altrimenti senza quella parte che fa da banda di reazione accadrebbe che il plasma sarebbe instabile e soprattutto che la resistenza di tutto il sistema sarebbe mooolto alta (isolante).
Se la banda di reazione è l'unica a condurre, perchè questo accade?

Si dovrebbe forse vedere se la ddp applicata è sufficiente a far si che il plasma si "stratifichi" nelle parti esterne creando una specie di limitatore di corrente (quindi palsma non neutro) oppure se è proprio l'inspessimento dello strato di ioni salini positivi a ridurre per affollamento la capacità di far transitare corrente.



Grazie

Ciao , devo verificare la prossima volta che accendo la cella... ma credo che solamente la parte di banda di reazione è quella che lascia le striature brune/rossastre , cioè quella sostanza che dovrebbero essere gli elementi che escono fuori dalla trasmutazione del tungsteno ... . Comunque Quantum può verificare immediatamente , sicuramente ha già fatto questa osservazione ; inoltre la banda di reazione è la parte conduttiva di plasma/gas/elettrolita che permette la conduzione elettrica per il sostentamento del plasma sottostante , la sua assenza o la sua riduzione farebbe spegnere il processo plasmatico . Dovrebbe esistere "a naso" un rapporto tra la grandezza fisica della banda di reazione e la banda avvolta dal plasma , credo che sia legata alla tensione di alimentazione ; azzardo l'ipotesi che più alta è la tensione più piccolo è il rapporto e quindi più piccola è la corrente circolante che porterebbe alla considerazione di un aumento di rendimento del sistema stesso , però non ci si è ancora spinti oltre i 350V . Mi sbaglio ???
Un saluto ai grandi sperimentatori

Edited by kalos66 - 15/11/2005, 12:11

Ok...vi mostro una cosa. Guardate questa tabella, sperimentale con confronto tramite distribuzione di Boltzmann.
Si ammette che l'energia termica sia superiore al campo elettrico. Credo che fra 3500K almeno e 140 Volt scarsi non ci sia paragone, quindi il nostrocaso dovrebbe rientrarci.
E' indicato il plasma piu' vicino al nostro.

http://mio.discoremoto.virgilio.it/liuville/

File: Tabell1

Osservate due cose...densità e conducibilità. La seconda non è 0 o prossima a 0.

Cari amici ciao a tutti !

x Elettrorik :

CITAZIONE

Il copricatodo che usate è un tubetto di vetro (o ceramica), giusto?
Quanto spazio c'è tra le pareti del tubetto e il catodo?
Cosa c'é nell'intercapedine tra copricatodo e catodo? Aria?

Il copricatodo è di ceramica e, se usi elettrodi da 2,5 mm, deve distare 1 mm da esso. Nel senso che ci deve essere una corona circolare di spazio libera attorno al catodo spessa 1 mm. In tale spazio si introduce la soluzione per il principo dei vasi comunicanti (la parte soprastante NON è sigillata). Ad ogni modo, la BANDA di REAZIONE non è sempre visibile in ogni esperimento. Anzi, se usi elettrodi di tungsteno puoi accorgerti solo di una leggera differenza cromatica (la parte sottostante è più bianca con riflessi violacei , mentre la zona della BANDA di REAZIONE è di un colore più giallo arancio). Se usi il rame come catodo, tale differenza è ancora più netta. La dimostrazione indiretta dell'azione di tale banda è data dal fatto che i composti di sintesi elettrochimica (le strisce di cristalli rossi) si formano SOLO su tale banda. Che, ripeto, garantisce la stabilità del plasma senza intermittenze vistose nel suo funzionamento.

Per Hellblow: il plasma, senza accorgimenti relativi al preservare una certa banda conduttiva di reazione, si innesca lo stesso solo che, nello stesso istante in cui si innesca, si isola il catodo e questo, anche se per un solo istante, si spegne. Spegnendosi, la soluzione "ricade" sul catodo e questo si innesca nuovamente per poi isolare nuovamente e così via. Questo è quello che chiamo "funzionamento" instabile. Con la banda di reazione tutta questa intermittenza NON accade e il plasma resta acceso in continuo. Con ciò non voglio escludere in maniera categorica che, in parte, anche il plasma conduca la corrente. Ma il suo contributo è irrisorio (la sua Resistenza è elevata).

Per Ennio:

CITAZIONE

Una domanda, per caso osservi sul rame le formazioni cristalline rossastre ??

Si, le formazioni rossastre ci sono. E ciò a dimostrazione ulteriore del fatto che la loro origine è elettrolitica.

Per Kalos66:

CITAZIONE

ma credo che solamente la parte di banda di reazione è quella che lascia le striature brune/rossastre , cioè quella sostanza che dovrebbero essere gli elementi che escono fuori dalla trasmutazione del tungsteno

I cristalli rossi si trovano nella banda di reazione, tuttavia ancora NON è stato dimostrato che la loro composizione sia tale da far pensare che siano avvenute trasmutazioni. Nel senso che le trasmutazioni sono state rilevate anche dove i cristalli non c'erano. L'analisi di questi cristalli depositati su tungsteno a portato alla seguente composizione: potassio, tungsteno, carbonio, ossigeno. Già presenti nella cella e depositati sulla banda per motivi puramente elettrochimici.

Ciao!

PS per Hellblow: il link non si apre.

CITAZIONE

PS per Hellblow: il link non si apre.

E' virgilio che fa i capricci.

PEr temperature dell'ordine di 10^3 Kelvin i plasmi in condizione tale che l'energia del campo è inferiore a quella termica hanno conducibilità di circa 10^9. Almeno in natura. Il nostro sarebbe un plasma anomalo. Almeno cosi' dice quella tabella che spero riusciate ad aprire ç_ç

CITAZIONE (Quantum Leap @ 15/11/2005, 13:24)

Il copricatodo è di ceramica e, se usi elettrodi da 2,5 mm, deve distare 1 mm da esso. Nel senso che ci deve essere una corona circolare di spazio libera attorno al catodo spessa 1 mm. In tale spazio si introduce la soluzione per il principo dei vasi comunicanti (la parte soprastante NON è sigillata).
.......
Che, ripeto, garantisce la stabilità del plasma senza intermittenze vistose nel suo funzionamento.

Ah, ok.
Io avevo SEMPRE sigillato l'estremità superiore del copricatodo, creando una CAMERA D'ARIA.
Forse è per questo che mi si è sempre innescata TUTTA LA PUNTA di catodo esposta ed in maniera pulita, costante, ed uniforme senza l'intermittenza di cui parli.

L'effetto conduce-non conduce l'ho notato anch'io, in pratica si mette a 'danzare' su e giù dando come dei 'colpetti' la cui frequenza è modulabile allungando - accorciando la parte esposta della punta. Però poi, appena arriva l'emissione termoionica dovuta al riscaldamento (io lavoro a 140V, quindi mi serve il suo contributo) s'innesca di brutto il 'soffio' ed emette pulito e costante in bianco intenso. Di arancione non c'é traccia, nemmeno col rame.

Fammi fare un'ipotesi: credo che a voi si manifesti la banda di reazione perché nell'anello vicino al bordo del copricatodo c'é più concentrazione di elettolita ionizzato perchè quello che sta nell'intercapedine è a contatto con una ampia superfice di catodo (la parte protetta dentro il tubo copricatodo) mentre l'altro ha solo la superficie esterna del catodo per scambiare elettroni. Quindi forse è per questo che per tendenza spontanea la 'reazione' maggiore tende ad essere lì nella banda di reazione.

Vi consiglio di provare sigillando la parte alta del copricatodo (un po' di silicone) creando una camera d'aria. Vedrete innescare con soffio pulito TUTTA la punta senza banda di reazione.
Io ho fatto il copricatodo con un tubetto di pvc in cui, alla fine, ho incastrato il cilindretto di ceramica, in modo da proteggere il bordo inferiore, quello a contatto col plasma. Basta un fusibile lungo 1cm svuotato. L'importante è sigillare il tubetto in cima perché non esca aria e quindi non entri liquido dal basso.

Sono convinto che vedrete innescare 'di brutto' una bella parte di catodo, ed in maniera omogenea. Inoltre sarà necessara anche meno corrente.
Vedo comunque di fare anch'io delle prove comparative.

Saluti a tutti.

Edited by ElettroRik - 15/11/2005, 16:42

CITAZIONE

L'effetto conduce-non conduce l'ho notato anch'io, in pratica si mette a 'danzare' su e giù dando come dei 'colpetti' la cui frequenza è modulabile allungando - accorciando la parte esposta della punta

Questo effetto è tipico anche nelle torce al plasma, ove manca la termoionica che sostiene il plasma. Infatti la "fiamma" (lo so che è sbagliato ma a me piace chiamarla cosi' ) si mette a lampeggiare a frequenze molto elevate, circa una volta ogni 10 ms ( a seconda del sistema usato).

Per elettrorik: che tipo di elettrolita usi? A che concentrazione? E' importante saperlo per riuscire a interpretare le differenze di comportamento.

Ciao

QUOTE (Quantum Leap @ 15/11/2005, 20:02)

Per elettrorik: che tipo di elettrolita usi? A che concentrazione? E' importante saperlo per riuscire a interpretare le differenze di comportamento.

Ciao

Fin'ora NaCl, NaHCO3, KCl, lo fa con tutti e tre.
Comunque le ultime prove le ho fatte con 30% NaCl + 70% KCl (sale dietetico) portati a saturazione.
Finalmente ho trovato il KCa, Venerdì vado a ritirarlo e provo con quello.

P.S. Ho notato da parecchio, direi da quando ho incominciato, che con anodo di Cu il gas prodotto è leggermente infiammabile. Partono 'buffi' dal collo della bottiglia quando porto il plasma al pelo della superficie. Non succede con nessuno degli altri metalli provati: Al, Ti, Zn, W, W2C, Fe e diversi tipi d'Acciaio.
Cosa c'entra il rame con l'infiammabilità del gas dentro la cella?

I vapori rame sostanzilamente tendono ad essere infiammabili quando(mal) legano con sostanze ossigeneate come perossido di idrogeno(comune acqua ossigenata)ed altri come ad esempio il carburo(acetilene).
Siccome all'anodo di ossigeno se ne forma a gettare non sarei sorpreso dell'evento!
Ecco svelato l'arcano!!!!!

Area51

Edited by Area51 - 16/11/2005, 09:15

Saluto tutti gli amici ma, in modo particolare il grande Area51, ciao carissimo.

Sono d'accordo con Area51 anche se bisogna capire bene cosa succede, e' molto facile infatti, che la miscela di idrogeno ed ossigeno sia piu' elevata per qualche ragione.

Chiedo invece ad ElettroRik, amico mio che cosa e' KCa ??,... non credo che esista.

Un Abbraccio fantastico a tutti

Ciao Ennio, ciao Area, ciao elettrorik, ciao a tutti !

per elettrorik: gli elettroliti che usi sono stati testati tutti e tutti hanno confermato il comportamento della cella strettamente legato alla banda di reazione. Secondo me, i fenomeni che tu osservi sono diversi da quelli che ti ho descritto perchè utilizzi concentrazioni di elettrolita diverse da quelle che utilizziamo noi. Mi spiego. La conducibilità elettrica della cella è dovuta sostanzialmente a tre parametri: tipo di elettrolita, temperatura della soluzione, concentrazione di elettrolita. E' mia opinione (correggimi se sbaglio) che nei tuoi esperimenti tu utilizzi soluzioni sature. In queste condizioni, con un'attività ionica così elevata noterai sicuramente un plasma luminosisimo, fusioni rapide di metallo, inneschi facilitati, ma diventa difficile riuscire a notare le varie componenti del plasma. Secondo me, l'attività del plasma è intermittente anche nel tuo caso (plasma instabile) ma la soluzione è talmente concentrata e gli ioni sono talmente numerosi che non riesci a percepire tale intermittenza. Insomma, l'utilizzo di soluzioni sature e il conseguente elevato numero di ioni aumentano la frequenza di acceso/spento che il plasma SEMBRA stabile ma non lo è.

La considerazione che si potrebbe fare è : invece del coprielettrodo e conseguente banda di reazione, perchè non usiamo soluzioni sature? Perchè il plasma non sarebbe stabile (ma ci sarebbe solo un'illusione di stabilità) e perchè un procedimento che consuma grosse quantità di elettrolita non serve a nessuno.

Fammi sapere.

Un saluto e mi affianco a Ennio sul KCa.

Ciao.

QUOTE (Quantum Leap @ 16/11/2005, 12:40)

... Secondo me, i fenomeni che tu osservi sono diversi da quelli che ti ho descritto perchè utilizzi concentrazioni di elettrolita diverse da quelle che utilizziamo noi. ...

Sì, ho sempre usato soluzioni prossime a saturazione.
A questo punto sono curioso di fare test a minor concentrazione, sia col KC che con gli altri sali.

P.S. Ooops... Ovviamente mi è scappata una a di troppo.... comunque, non suonerebbe nemmeno poi tanto male: 'Calciuro' di Potassio...... quasi come lo Stramadonnato di ....

Quindi e' il KCl

Con affetto

QUOTE (Ennio Vocirzio @ 16/11/2005, 17:01)

Quindi e' il KCl    

Con affetto

Cloruro? Perchè?
No, ironizzavo solo sulla combinazione tra 2 basi K e Ca 'inventandomi' il nome....

Ho sbagliato? Il Carbonato di Potassio non è KC ?

Edited by ElettroRik - 16/11/2005, 17:18

Ma allora cosa e' questo KC ???????

QUOTE (ElettroRik @ 16/11/2005, 17:09)

QUOTE (Ennio Vocirzio @ 16/11/2005, 17:01)

Quindi e' il KCl    

Con affetto

Cloruro? Perchè?
No, ironizzavo solo sulla combinazione tra 2 basi K e Ca 'inventandomi' il nome....

Ho sbagliato? Il Carbonato di Potassio non è KC ?

Ok, mi rispondo da solo. KCO3. Vabbè, chiedo venia per le stupidate.

Aspetta... il carbonato di potassio è K2CO3

Ciao

Ciao Ragazzacci

Aho,...ma nessuno di voi vuole usare il solfato di sodio ?

Vi garantisco che il plasma è molto stabile, giallo, luminoso e molto energetico. In alcuni casi si distingue molto bene quello che quantum chiama la banda di reazione. Presso il coprielettrodo si vedono dei bagliori bianchi straordinari.

L'unico problema e che l'anodo mi si consuma un po di più.... interessante

Ciao

CITAZIONE (thot @ 17/11/2005, 00:24)

Ciao Ragazzacci

Aho,...ma nessuno di voi vuole usare il solfato di sodio ?

...

... e a ... puzza, come stiamo?

Raga, non e' l'anodo che fa puzzare ma e' il catodo,...

Una bella ventola aspira fumi, no ...?!