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Erklärung der Kettenreaktion


Die Bedeutung der von magnetischen Kalkabbaugeräten ausgelösten Kettenreaktion im Gesamtge­schehen.

Von qualifizierten Fachleuten wird gelegentlich der Einwand erhoben, daß der magnetisch bewirkte Angriff an der Kalkkruste im inneren von verkalkten Wasserleitungen auf die Magnetstrecke be­schränkt sei und daß aus diesem Grund nur ein sehr kurzer Leitungsabschnitt vom Kalk befreit werde, oder zumindest kalkärmer gemacht werden könne.


Wer so argumentiert, hat sich die Wirkungsweise dieser Geräte nicht richtig klar gemacht. Er unter­scheidet nicht zwischen Magnetstrecke und Wirkstrecke.


Folgendes ist zu beachten:

Das Magnetfeld bewirkt die Trennung der Träger von elektrischen Ladungen (Kat- und Anionen) und verändert somit den energetischen Zustand des Wassers bzw. der Lösung. Es besteht ein meßbarer Po­tentialunterschied, der mit entsprechend empfindlichen Spannungsverstärkern nachgewiesen werden kann.


Die Protonen des Wassers (Brönstedt-Säure) lösen den Anfangsvorgang einer ganzen Kette von chemi­schen Einzelreaktionen aus, ohne daß die zur Gegenseite abgedrängten Hydroxylionen des Wassers am gleichen Ort sofort, siehe Zeichnung Seite 20, chemisch wirksam werden können. Dieser Sachverhalt ist von größter Bedeutung und muß beachtet werden.


Die räumliche Trennung der entgegengesetzt elektrisch geladenen Teilchen führt dazu, daß eine aus vielen, untereinander gleichartigen Einzelschritten bestehende Folge von Reaktionen einer Reaktions­kette ausgelöst wird, jedoch ähnlich wie bei einer gedämpften Resonanzschwingung mit abnehmender Stärke. Das liegt daran, daß man den Einfluß der Hydroxylionen nicht ausschalten kann. Er macht sich von Schritt zu Schritt in zunehmenden Masse bemerkbar und führt zuletzt zum Abbruch der Reakti­onskette.


Wie lange der "Resonanzeffekt" anhält, hängt letztendlich damit zusammen, wie wirksam die La­dungsträgertrennung in zeitlicher Hinsicht gestaltet werden kann. Je besser das gelingt, desto ergiebi­ger arbeitet das Gerät.


Man vergleiche dazu die in der Anlage beschriebene Reaktionskette. Das Geschehen ist vereinfacht dargestellt. Die Intensitätsabnahme auf den einzelnen Stufen in der Kette wurde nicht berücksichtigt. Das führt dazu, daß der Abbruch unversehens auftritt.1

Die Reaktionsschritte

der Kettenreaktion in Formaler Kurzdarstellung:

-----------------------------------------------------------

Anfangsglied:

2H20 ------ 2 H+ + 2 OH 

2 CaCO3 + 2 H+ ------ Ca2+ + 2HCO3 + Ca2+

---------------------------------------------------------- 1.Folgeglied:

2 H2O -------> 2H+ + 2 OH 

Ca2 + 2 OH- -------> Ca2 + 2 OH 

2 Ca CO3 + 2 H+ ---------> Ca2+ + HCO3- + Ca2+

---------------------------------------------------------2.Folgeglied:

2 H2O -----> 2 H+ + 2 OH 

Ca2+ + 20H- -------> Ca2+ + 2 OH 

2 Ca CO3 + 2 H+ -------> Ca2+ + HCO3- + Ca2+

---------------------------------------------------------

3. Folgeglied:

2H20 ------> 2 H+ + 2 OH 

Ca2+ + 2 OH -------> Ca2+ + 2 OH 

2 Ca CO3 + 2 H+ -------> Ca2+ + 2 HCO3 + Ca2+

----------------------------------------------------------Abbruchglied:

Ca2+ + 2 OH- > Ca2+ + 2 OH-

------------------------------------------------------------Summe aller Teilgleichungen:


8 H2O + 8 CaCO3 ---------> 4 Ca(HCO3)2 + 4 Ca(OH)2

4 Ca(HCO3)2 + 4 Ca(OH)2 ----> 8 CaCO3 + 8 H2O

---------------------------------------------------------------- 

Das Ergebnis aller Teilvorgänge ist, daß die ursprünglich in der Kalkkruste enthaltenen Bestandteile Inhalt des freien Leitungswassers geworden sind und mit ihm fort gespült werden. Anders gesagt, es hat eine Verlagerung stattgefunden.



Berechnung der Ionentrennfrequenz - Grenzen von linearmagnetischen Wasseraufbereitern


Beim durchströmen der Wirkbereiche des Magnetfeldes des magnetischen Wasseraufbereitungsgerä­tes werden die Ionen entsprechend ihrer Ladung in entgegengesetzte Richtungen auseinandergetrie­ben nach dem Prinzip "Gleiches zu Gleichem" oder genauer gesagt "gleich Geladenes zu gleich Gela­de­nem." Das hat zur Folge, daß der zufälligen Ionenverteilung im Wasser ein Ende gesetzt wird; es wird Ord­nung geschaffen. Der Ordnungsprozeß führt aber auch dazu, daß diejenigen Ionen zusammengebracht werden, die miteinander reagieren können, und zwar in der Weise, daß der Härte­bildner "Hydrogencarbonat" nach Gleichung 1 in die wirksame carbonatische Form verwandelt wird.


Gleichung 1):

2 OH- + 2 HCO3 --------> 2 H2O + 2CO32-

Aus der Carbonation geht nach Gleichung 2 Calcit und Aragonit hervor.


Gleichung 2):


Ca2+ + CO3 2- --------> Ca CO3 oder Ca O + CO2 = Ca CO3

Außerdem entsteht nach Gleichung 3 Kohlensäure.


Gleichung 3):


2 H+ + CO3 2- --------> H2 CO3 -------> H2O + CO2

Durch die Bauart des Wasseraufbereitungsgerätes bedingt, vollzieht sich das chemische Geschehen rhythmisch. Ionentrennung und nachfolgende Umbildung geschehen mit der gleichen Frequenz. Kennt man die geometrischen Abmessungen des Aufbereitungsgerätes und für den Verbrauch vorge­schriebenen Betriebsbedingungen, dann kann man die Frequenz berechnen, mit der die Ionen­trennung geschieht. Diese Frequenz ist die Ionen-Trenn-Frequenz. Sie hat einen unteren (minimalen) und einen oberen (maximalen) Grenzwert.


Technische Daten: eines 3/4" Gerätes AF 075


Maximales Durchflußvolumen: 45,0 ltr/min Minimales Durchflußvolumen: 9,41tr/min Rohrdurchmesser: 3/4" (in cm verwandeln) Magnetabstand

Magnetdicke

Effektive magnetische Wirklänge:2,6 cm


Berechnung:

1) Fließgeschwindigkeit "minimum"


Durchflußvolumen

v = ----------------------------

Pi * Rohrradius X Rohrradius X Zeit



= v = 54,994208 cm/sec minimum

= v = 263,2701 cm/sec maximum

2.)Ionentrennfrequenz

effektive magnetische Wirklänge

ny = -------------------------- 

Fließgeschwindigkeit


ny = 21,151618 Hertz minimum

ny = 101,25774 Hertz maximum

Welche Veränderungen bewirken die mit Außenmagneten bestückten physikalischen Wasseraufbereitungsgeräte in hartem Wasser?


Nach mehrjährigen Untersuchungen und Beobachtungen über Wirksamkeit und Wirkungsweise ma­gne­tischer Wasseraufbereitungsgeräte liegt uns jetzt folgendes Ergebnis vor:


Einem physikalischem Prinzip zufolge wirkt auf elektrisch geladene Korpuskeln im Magnetfeld eine Kraft ein, die die Korpuskeln quer zur Bewegungsrichtung zur Seite hin abdrängt. In Abhängigkeit von der Art der Ladung (positiv oder negativ) ist das entweder die linke oder die rechte Seite.

Auf Leiter 2. Ordnung bezogen

(Elektrolyte; Leitungswasser ist in diesem Sinne ein Elektrolyt) bedeutet das, daß sich entgegenge­setzt elektrisch geladene Ladungträger (Ionen) in zwei entgegengesetzten Richtungen auseinander bewegen (Ladungsträgertrennung).


Der Einfachheit halber wird im folgenden Textabschnitt die Betrachtung beschränkt auf Calcium-Io­nen und Hydrogencarbonationen, also auf die klassischen Verursacher der temporären Wasserhärte, und auf freie Kohlensäure.


Es liegen folgende Ionengleichgewichte vor: 1.)

<-- <-- <-

H2O + CO2 ------> H2CO3 ------> H+ + HCO3 ----> 2H+ + CO32

2.)

Ca(HCO3)2 ----> Ca2+ + 2HCO3 ----> Ca2+ + 2H+ + 2CO32-


In 1 verläuft keiner der Dissoziationsvorgänge quantitativ in einer Richtung ab.

In 2 trifft das für den 1. Teilvorgang zu, nicht aber für den 2.


Durchlaufen die Ionen mit dem Wasserstrom das Magnetfeld, dann setzen sich die Wasserstoffionen dank ihrer größeren Mobilität schneller als alle anderen Ionen in Bewegung, und die Ionengleichge­wichte werden gestört.

Das hat zur Folge, daß die Calciumionen während einer ganz kurzen Zeitspanne sich in einer Umge­bung mit ebenso kurzfristig erhöhter Carbonationenkonzentration befinden. Unter diesen Umständen bildet sich das schwer lösliche Calciumcarbonat im freien Wasser. Es wächst allmählich zu kugelför­migen Konglomeraten mit Kristallstruktur heran, die vom Wasserstrom mitgerissen werden. Diese Konglomerate entstehen durch eine neue Kristallbildeordnung der durch die Resonanz gebrochenen Calziumstäbe.

In Rohrwandnähe besteht die Möglichkeit zur Verankerung an der Wand. Wegen der Kugelgestalt ist das Haftvermögen herabgesetzt. Dadurch ist die leichtere Ablösbarkeit gewährleistet.


Eine zufriedenstellende Wirkung erzielt man dadurch, daß man die Ladungsträgertrennung mehrmals hintereinander auslöst. Sie ist wesentliches Merkmal für die Ladungsträgertrennungszeit.






Der Chemismus des Kalkabbaues in Rohrleitungen.


Es ist nach den von verschiedenen Chemikern beschriebenen und dokumentierten Beobachtungen zweifelsfrei festgestellt worden, daß durch die magnetische Behandlung bestehende Kalkschichten in Rohrleitungen abgebaut werden und eine Glättung erfahren.


Die von uns selbst gemachten eigenen Beobachtungen fügen sich in dieses Bild lückenlos ein.

Erstmals befaßt haben wir uns mit diesem Phänomen, als wir versuchten, die Abbaugeschwindigkeit der Kalkkruste zu mes­sen, was uns gelungen ist. In einem für betriebliche Zwecke entwickeltes Berech­nungsprogramm haben wir die Meßdaten ausgewertet.


Die Fachwelt wurde darüber in einer kleinen Notiz in der Zeitschrift "Raum und Zeit" unterrichtet. Leserzuschriften, die unser Konzept in Frage stellen, sind nicht bekannt geworden.


Wir stellen es daher an dieser Stelle in summari­scher Form erneut dar.



Der tragende Grundpfeiler des chemischen Geschehens ist die im Magnetfeld bewirkte Störung des Ionengleichgewichtes des Wassers in Verbindung mit der physikalischen Besonderheit der Protonen, eine erhöhte Beweglichkeit zu haben, was ihrer Wirkung in der Kalkschicht förderlich ist.

Die auch in Teilschritten formulierbare Reaktionsgleichung hat als Summengleichung folgendes Aus­sehen:


n *(2 H20 -t 2 CaCO3) ----->

unlöslicher Krustenbestand­teil


n * (Ca2- + 2 HCO3- + Ca2- + 2 OH 

wasserlösliche Reak­tionsprodukte

Die Gleichung zeigt, daß die vorher festen Krustenbestandteile der Rohrwand sich von ihr ablösen und vom Wasser fortgeführt werden. Substanziell bedeutsam ist die Bildung von Calciumhydroxid. Sie macht das Ansteigen des pH-Wertes verständlich. Auch hierrüber wurde von anderen Autoren schon berichtet.


Der in der Gleichung angegebene Faktor "n" hängt mit der Kaskadenstruktur des verwendeten Gerä­tes zusammen. Er tritt auch bei den von anderen Herstellern entwickelten Gerätetypen auf.


Ist das durch die Leitung fließende Wasser ohnehin schon hart, dann wird verstärkt Kohlendioxid gebildet, weil jede zusätzliche Bildung von Hydrogencarbonationen eine Störung des Kohlensä­regleichgewichtes zur Folge hat. Dadurch ließe sich auch der Düngemitteleffekt erklären.

E

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rgänzung zur Ionenbilanz:


Startreaktion ist die Dissoziation des Wassers. Unmittelbare Folgereaktion ist die Hydroniumbildung, die im Geschehen der Einfachheit wegen nicht erwähnt und auch nicht formuliert wurde. Danach kommt es zur temporären Nidation der Hydroniumionen im Bereich der Kalkschicht bei gleichzeitiger Aufhebung der Nidation und deswegen temporär. Während der Nidation und der Wasserstoffionenim­plantation ins Carbonation vergrößert sich der Abstand der freigesetzten Calziumionen zu ihren, zwi­schenzeitlich, ohne Aufenthalt weiterbewegten Hydroxylionen. Für diese Abstandzunahme gibt es zur Zeit in der Chemie keinerlei Regeln zur Darstellung in einer Reaktionsgleichung.


Ein Vorschlag hierzu lautet: Sichtbarmachung im äußeren Erscheinungsbild der Gleichung. Greift man diesen Gedanken auf, dann sind die Abstände zwischen den Ionen links- und rechtsseitig darstellbar. Zu schreiben hätte man dann:

Ca2+ + 2 OH- -----> Ca 2+_______________+ 2 OH 


Es wird Wert auf die Darstellung dieses physikalischen Effektes gelegt. Ohne Anspruch darauf zu erhe­ben, daß es nicht vielleicht bessere Abspracheregelungen zur Kennzeichnung des Iionenabstandproble­mes gibt. Dieses Problem ist dem Bereich der Kennzeichnung des Verdünnungsgrades zuzuordnen, für den es in Gleichungen keine genormte Vorschriften gibt, um nicht zu sagen, er wird in Gleichungen nicht ausgedrückt.



Literatur:


Chemische Rundschau 37. Jahrgang Nr. 31/32 (August 84) Seite 3 Titel: „Magnetisiertes Wasser”

Anmerkung:

Der Ausdruck magnetisiert ist in diesem Zusammenhang nicht ganz richtig. Wir schlagen vor: statt des­sen magnetisch durchflutet zu verwenden.


Hollemann Wiberg: Lehrbuch der Chemie, Berlin 1953

Kronenberg, Klaus: Magnetic Water Treadment Demystified, erchienen in Magnets und Raum und Zeit, 1989.


Entkalkungsmechanismus magnetischer Entkalkungsanlagen enträtselt.


Die Erforschung der Wirkungsweise magnetischer Entkalkungsgeräte führte in der Vergangenheit trotz zahlreicher Bemühungen namhafter Forscher in allen Teilen der Welt zu keinem zufriedenstellenden, allgemein anerkannten Resultat. Einer der Gründe ist in der Tatsache zu sehen, daß man sich zu sehr auf die Betrachtung der Folgevorgänge im Reaktionsgeschehen konzentrierte und dabei die Initialisierungs­vorgänge nicht scharf genug im Blick hatte. Ein anderer Grund besteht darin, daß die Initialisierungs­vorgänge in zu hohem Maße vom reinen Ionenverhalten her betrachtet wurden und gedanklich viel zu eng an Gleichgewichtslagen und ihre Verschiebungen gebunden waren. Viel wesentlichere Sachverhalte wurden lediglich dem Rahmengeschehen zugeordnet und nicht für beachtenswert gehalten. Sieht man von ihrer vermeintlichen Rahmenfunktion ab, dann fällt es einem wie Schuppen von den Augen. Es wird einem bewußt, daß die magnetische Entkalkung ein p

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hysikalisch-chemisches Geschehen darstellt, bei dem vorallem die physikalische Seite als Reaktions­auslöser eine große Rolle spielt.


Um diese Aussage besser verstehen zu können, wollen wir in Gedanken im Ionenstrom mit­schwim­men und das Verhalten der die Wasserhärte verursachenden Ionen aus nächster Nähe beobachten und beschreiben. Unser Augenmerk richten wir dabei auf die Hauptakteure, die Kalium-Kationen und die Hydrogencarbonat-Anionen. Bevor die vom Wasserstrom ange­triebenen Ionen in den Wirkbereich des äußeren Magnetfeldes eindringen, bemerken wir, daß sie von einem Magnetfeld umgeben sind, dessen Feldlinien konzentrische Kreise mit je einem Ion im Zentrum bilden. Durch die Bewegung wird jeder Kreis zum Mantel eines vielschichti­gen Feldlinienhohlzylinders. Die Querschnitte durch den Zylinder stehen parallel zum Quer­schnitt des Führungsrohres.

Das ändert sich beim eindringen in das äußere Magnetfeld. Die Ionen sind von da an Quer­kräften aus­gesetzt (Lorenzkraft) und wandern in zentrifugaler Richtung nach außen. Es treten entsprechend ihrer elektrischen Ladungen, ähnlich wie bei der Elektrolyse, zwei entgegenge­setzt gerichtete Ionentströme auf. Das äußere Magnetfeld wirkt wie eine Richtungsände­rungsschranke. Die Ionen erfahren beim Eindringen und beim Verlassen der Richtungsände­rungsschranke einen von der Feldstärke abhängen­den Drehimpuls. Es ist vorstellbar, daß beim Zusammenstoß eines Calziumions mit einem Hydrogen­carbonation dieses an seiner empfindlichsten Stelle getroffen wird (nach Art eines Armes, über den Rumpf hinausragendes Wasserstoffatom) und daß dabei, durch die Wucht des Zusammenstoßes ein Proton herausge­schlagen wird. Hierbei werden die Hydrogencarbonationen zu Protonenkanonen. Zu­rück bleiben die doppelt so stark geladenen Carbonationen.


Damit ist die Grundlage geschaffen worden für die Bildung von Calciumcarbonat, das wegen seines geringen Löslichkeitsproduktes alsbald mitten im freien Wasser entsteht. Die freige­setzten Protonen suchen sich ihrerseits Hydroxylionen und beenden ihre Existenz durch Bil­dung von Wasser.


Reaktionsgleichung:

2 H+ + 2 OH- + Ca2- + 2 HCO3- -------> 2 H2O + CaCO3 + H2CO3-

Die freigesetzte Kohlensäure unterliegt Veränderungen.

Hydrogencarbonation kurz vor dem Zusammenstoß mit einem Calciumion (Skitze 1 a) und kurz da­nach. Der Treffer erfolgt am Wasserstoffatom des Hydrogencarbonations in dem Au­genblick, in dem das Anion unter dem Einfluß des magnetischen Kraftvektors einen Drehim­puls erhält. Wenn die Stoße­nergie die Bindungsenergie überschreitet, wird das Proton aus dem Anion hinausgeschleudert. Skitze untere Darstellung, dort sieht man das zurückblei­bende Carbonation und die beiden kleineren Ionen­geschosse. Alle Ionen sind in kalottisierter Form dargestellt worden und zeigen in ihrem Inneren die Orbitalbe­schaffenheit. Berücksich­tigt wurden auch die Hauptebenen beim Anion, um die planare Grundstruktur erkennbar zu machen. Beim Kohlenstoff, beim Sauerstoff und beim Wasserstoff wurde die Hybridisie­rung der Orbitale dargestellt (unterschiedliche umfangreiche sp-Hybridisierung)


Aqua Fractal Ionisatoren

Andre' Uebele

55218 Ingelheim