Verdünnung von Scheibenwasser-Frostschutz
Hans Winklmaier
diese Woche gab es bei Lidl Frostschutzmittel f�r die Scheibenwaschanlage.
Inhaltsstoffe: Alkohol, Glykol, Tenside, Duftstoff, Farbstoff
Pur h�lt das Zeug bis -60� aus, 1:1 verd�nt bis -20� und 1:2 bis -10�.
Wie kann man das nichtlineare/lineare Verhalten der Verd�nnungen erkl�ren?
fragt sich Hans
Patrick Kibies
> Hallo,
>
> diese Woche gab es bei Lidl Frostschutzmittel fï¿œr die
Scheibenwaschanlage.
> Inhaltsstoffe: Alkohol, Glykol, Tenside, Duftstoff, Farbstoff
>
> Pur hￜlt das Zeug bis -60ￜ aus, 1:1 verdￜnt bis -20ￜ und 1:2 bis -10ￜ.
>
> Wie kann man das nichtlineare/lineare Verhalten der Verdï¿œnnungen
erklï¿œren?
>
> fragt sich Hans
Halten wir mal fest:
Wir haben kein binï¿œres System (zB Wasser Ethanol) sondern ein nicht nï¿œher
definiertes (mit mindestens 6 Komponenten). Was das alles fï¿œr einen Unfug
anstellen kann mag ich nicht ï¿œberblicken.
Betrachten wir mal ein binï¿œres System bzw. dessen Phasendiagramm
bezï¿œglich des ï¿œbergangs fest/flï¿œssig. Dieses Diagramm besteht schonmal
aus zwei Kurven (auf der x-Achse sei der Molenbruch der einen komponente
aufgetragen, auf der y-Achse die Temperatur). Diese Kurven seien
Isobaren.
Die Soliduskurve lï¿œuft durch alle Punkte die Wertepaare beschreiben, an
denen gerade der erste Flï¿œssigkeitstropfen beobachtet werden kann (beim
Schmelzen), die Liquiduskurve beschreibt dann die Punkte an denen gerade
der letzte Krï¿œmmel schmilzt.
Unterhalb der Soliduskurve ist also alles fest. Oberhalb der
Liquiduskurve ist alles flï¿œssig. Dazwischen liegen Feststoff und
Flï¿œssigkeit nebeneinander vor, allerdings in Temepraturabhï¿œngiger
Verteilung bezï¿œglich der Stoffe (thermodynamisches Gleichgewicht, reine
Statistik).
Eine der Nichtlinearitï¿œten ist die Schmelzpunkterniedrigung (die wollen
wir hier ja gerade haben....)
Bei vielen Gemischen ist es sogar so, dass es Zusammensetzungen gibt,
deren Liquidustemperatur unter den Schmelzpunkten beider
Einzelkomponenten liegt (das Minimum nennt man eutektischen Punkt).
Bei dem Frostschutzgemisch liegt ein solcher wahrscheinlich nicht vor,
allerdings wï¿œre ein lineares Verhalten ziemlich ungewï¿œhnlich.
Ich habe gerade keinen Eisschrank fï¿œr -60ï¿œC zur Hand ;-) Ansontsten
kï¿œnnte man ja mal ein Schmelzdiagramm fï¿œr das "pseudobinï¿œre" System
Frostschutz - Wasser aufnehmen.
Patrick - warum drucken die eigentlich kein Phasendiagramm auf die
Frostschutzpulle?
gUnther nanon�m
"Hans Winklmaier" <hans.wi...@online.de> schrieb im Newsbeitrag
news:hbcbf4$io$1...@online.de...
..
> Pur h�lt das Zeug bis -60� aus, 1:1 verd�nt bis -20� und 1:2 bis -10�.
>
> Wie kann man das nichtlineare/lineare Verhalten der Verd�nnungen erkl�ren?
>
> fragt sich Hans
Hi,
mit der Anwesenheit der Additive, die teilweise nicht in die eigentliche
"Gefriererei" eingreifen, aber eine Bildung von Eisblumen und Eis-Schlamm
verhindern bzw deren "Klebkraft" an Schl�uchen und Beh�ltern mindern, soda�
auch beim allm�hlichen Ausfallen von Wasser-Eis das Gemisch weiterhin
fl�ssig, pumpf�hig und in Grenzen waschaktiv bleibt. Es tr�bt sich dann
allerdings ein und kann die Waschd�sen verstopfen, wenn sich dort ein
Eispropf bildet, dessen Alkgehalt wieder im Schlauch zur�cklaufen kann.
Weshalb man sich entsprechend geheizte D�sen leisten sollte, wenn man sein
Gemisch nicht rechtzeitig auf lebersch�digende Werte gebracht hat.
--
mfg,
gUnther
Dieter Wiedmann
> Patrick - warum drucken die eigentlich kein Phasendiagramm auf die
> Frostschutzpulle?
Und beim Auftausalz auch nicht. Riesenverschwï¿œrung!
Gruￜ Dieter
Bodo Mysliwietz
> Hallo,
>
> diese Woche gab es bei Lidl Frostschutzmittel fï¿œr die Scheibenwaschanlage.
> Inhaltsstoffe: Alkohol, Glykol, Tenside, Duftstoff, Farbstoff
>
>
mit dem fehlenden Wissen ï¿œber die Definition der kryoskopischen
Konstante (Gefrierpunkterniedrigungskonstante).
Die bisherigen Antworten ware exemplarisch - scnr.
Die Kryoskopische Konstante gibt an welche Gefrierpunkterniedrigung (ï¿œC
oder Kelvin) ein Mol* Teilchen (Ionen oder Molekï¿œle) gelï¿œst in 1kg
Lï¿œsemittel bewirkt.
Wir reden also ï¿œber eine Konzentration von Stoffmenge/Masse.
Deine Frostschutzmittel ist als ein binï¿œres System aus Ethanol und
Wasser anzusehen. Beide Reinstoffe haben deutlich unterschiedliche
Dichten - jede Mischung aus dehnen weisst Dichten grob zw. den Eckwerten
aus.
Dein Problem ist einfach nur das Du rein Volumetrisch ("Literweise")
verdï¿œnnst und nicht die Masseanteile Ethanol (darï¿œber die Stoffmenge)
und Wasser mit Masse zus. Wasser berï¿œcksichtigst. Kann man mit den
Volumenkonzentrationen des Frostschutzes und dessen Dichte umgehen, kann
man rel. genau einen bestimmten Gefrierpunkt einstellen. Die paar %
Tenisde und Additive nebenbei machen den Braten da kaum fett.
Trï¿œgt man also in einem Graphen die Stoffmenge Ethanol gelï¿œst in (immer)
1 kg Wasser auf, ergibt sich eine recht gute Gerade fï¿œr den Gefrierpunkt.
*Mol: 6,02*10^23 Teilchen.
--
Glï¿œck Auf - Bodo Mysliwietz
----------------------------------------
http://www.labortechniker.de/
Roland Damm
Bodo Mysliwietz schrub:
> Tr�gt man also in einem Graphen die Stoffmenge Ethanol gel�st
> in (immer) 1 kg Wasser auf, ergibt sich eine recht gute Gerade
> f�r den Gefrierpunkt.
Wie? Also 1l Ethanol in 1l Wasser (Stoffmengen nach belieben
ausrechnen) gibt einen Gefrierpunkt von sch�tzen wir mal -20�C,
dann geben 100l Ethanol in 1l Wasser einen Gefrierpunkt
von -2000�C?
Mal abgesehen davon: Wenn so ein Stoffgemisch kalt wird, bilden
sich kleine Eiskristalle. An sich ist die L�sung in dem Sinne
vielleicht noch nicht gefrohren, aber sie ist so z�hfl�ssig,
dass sie nicht mehr durch die Scheibenwaschanlage geht und damit
ist es f�r den Kunden egal, dieses Zeug ist dann so gut wie
gefrohren.
Die Verpackungsangabe k�nnte also auch ein praktisch relevanter
Wert sein und kein physikalisch korrekter.
CU Rollo
Dieter Wiedmann
> Die Kryoskopische Konstante gibt an welche Gefrierpunkterniedrigung (ï¿œC
> oder Kelvin) ein Mol* Teilchen (Ionen oder Molekï¿œle) gelï¿œst in 1kg
> Lï¿œsemittel bewirkt.
Aber nur fï¿œr recht kleine Konzentrationen.
Gruￜ Dieter
Bodo Mysliwietz
> Moin,
>
> Bodo Mysliwietz schrub:
>
>> Trï¿œgt man also in einem Graphen die Stoffmenge Ethanol gelï¿œst
>> in (immer) 1 kg Wasser auf, ergibt sich eine recht gute Gerade
>
> Wie? Also 1l Ethanol in 1l Wasser (Stoffmengen nach belieben
> dann geben 100l Ethanol in 1l Wasser einen Gefrierpunkt
Du darfst gerne darï¿œber nachdenken das man irgendwann auch mal davon
ausgehen kann das Wasser in Ethanol gelï¿œst ist ;-)
In dem Fall zieht mn die K von Ethanol heran.
> Mal abgesehen davon: Wenn so ein Stoffgemisch kalt wird, bilden
> sich kleine Eiskristalle.
Du wirst feststellen das eine einmal hergestellte Mischung keinen festen
Schmelzpunkt hat. Ist der einmalig "berechnete" Gefrierpunkt erreicht
friert ein Teils eines Edukts aus. Damit stellt sich eine neue
Konzentration mit neuem Schmelzpunt ein. Das ganze System hat also nach
erreichen des "ersten" Schmelzpunktes einen Schmelzbereich der sich bei
forlaufendem abkï¿œhlem, unter fortlaufendem ausfrieren der
"Hochschmelzkomponente" nach unten verschiebt. Irgendwann kreuzen sich
zwei Kurven, so das das Wasser im E gelï¿œst ist.
> An sich ist die Lï¿œsung in dem Sinne
> vielleicht noch nicht gefrohren, aber sie ist so zï¿œhflï¿œssig,
> dass sie nicht mehr durch die Scheibenwaschanlage geht und damit
> ist es fï¿œr den Kunden egal, dieses Zeug ist dann so gut wie
> gefrohren.
Die Zunahme der Viskositï¿œt ist imho nicht das Problem. Das eigentliche
Problem ist das A) die Pumpe am Behï¿œlterboden wo sich das teilweise
ausgefrorenes Wassser ansammelt und B) der Effekt des Teilweise
ausfrierens natï¿œrlich auch in Schlï¿œuchen stattfindet. Die
Wasserkristalle verstopfen Dï¿œsen. Ebenfalls verdunstet Ethanol an den
offenen Dï¿œsen, so das dessen Konzentration abnimmt und die Dï¿œse zufriert.
> Die Verpackungsangabe kï¿œnnte also auch ein praktisch relevanter
> Wert sein und kein physikalisch korrekter.
Die Packungsangabe setzt vorallem einen Sicherheitstoeranz mit an.
Ebenfalls ist/kann die E-Konzentration schonmal schwanken. Je nach
Produkt sind es mal 90% (V/V) mal knapp 95 % (V/V). Ebenfalls ist so ein
System nicht binￜrer Natur - es muￜ auch das ausfrieren der anderen
Bestandteile berï¿œcktsichtigt werden.
Bodo Mysliwietz
So krass sind die Abweichungen fï¿œr unseren Fall auch nicht. Die E-K fï¿œr
Wasser bei EtOH/h20-Gemische verlï¿œuft wellig. Mann kann aber mit einer
Unsicherheit von ￜ15% gut in unserem einfachem technischen Fall leben.
Dieter Wiedmann
>>> Die Kryoskopische Konstante gibt an welche Gefrierpunkterniedrigung
>>> (ï¿œC oder Kelvin) ein Mol* Teilchen (Ionen oder Molekï¿œle) gelï¿œst in
>>> 1kg Lï¿œsemittel bewirkt.
>>
>> Aber nur fï¿œr recht kleine Konzentrationen.
>
> So krass sind die Abweichungen fï¿œr unseren Fall auch nicht. Die E-K fï¿œr
> Wasser bei EtOH/h20-Gemische verlï¿œuft wellig. Mann kann aber mit einer
> Unsicherheit von ￜ15% gut in unserem einfachem technischen Fall leben.
Ich leere das Zeug immer Pi*Daumen in den Wischwasserbehï¿œlter.
ï¿œbrigens ist mir da bisher nur Isoprop untergekommen, EtOH ist doch
dafï¿œr viel zu teuer.
Gruￜ Dieter
Bodo Mysliwietz
Wie kommst Du auf Iso-Prop? Welcher handelsï¿œblicher Frostschutz ist auf
I-Prop-basis? Imho keiner. I.d.R. bestehen diese aus ï¿œberwiegend Ethanol
und geringeren Zusï¿œtzen von Glykol (Ethandiol) und halt
Vergï¿œllungsmitteln und Tensiden.
Ethanol ist ein billiges Industrieprodukt.
Dieter Wiedmann
> Wie kommst Du auf Iso-Prop?
Geruch.
> Welcher handelsï¿œblicher Frostschutz ist auf
> I-Prop-basis? Imho keiner. I.d.R. bestehen diese aus ï¿œberwiegend Ethanol
> und geringeren Zusï¿œtzen von Glykol (Ethandiol) und halt
> Vergï¿œllungsmitteln und Tensiden.
Ich muss zugeben, da noch nie auf Etikett geschaut zu haben.
> Ethanol ist ein billiges Industrieprodukt.
Zweifellos, aber Isoprop ist noch billiger.
Gruￜ Dieter
Bodo Mysliwietz
>> Wie kommst Du auf Iso-Prop?
>
> Geruch.
Oh, da lï¿œsst sich die Nase, wenn man nicht wirklich Schï¿œffelkundig ist
(-->div. Vergï¿œllungen) schnell tï¿œuschen. Ich gehe davon das Dir passiert
ist.
>> Ethanol ist ein billiges Industrieprodukt.
>
> Zweifellos, aber Isoprop ist noch billiger.
Nￜ. Solange Du keinen absolutierten Ethanol kaufst, ist dieser gￜnstiger
als IPA. Bei unvergï¿œlltem Ethanol, auf den Steuern zu entrichten sind,
ist dies natï¿œrlich nicht valide - da nimmt die Vater Staat aus.