Visa källa för Knallgas

[[Bild:Electrolyser 1884.png|thumb|right|190px| Artonhundratals elektrolytisk cell för framställning av knallgas.]]
'''Knallgas''' eller '''oxyhydrogen''' är en [[blandning]] av [[vätgas]] och [[syrgas]], som exploderar våldsamt vid antändning. Vätemolekyler reagerar med syremolekyler enligt reaktionerna

<math>\mathrm{2\;H_2+O_2\rightarrow2\;H_2O}\ \ \ \ \Delta H=-571,9 \mbox{ kJ}.</math>

Blandningen används för facklor för att bearbeta eldfasta material och var den första<ref>
{{citation
 |author      = Howard Monroe Raymond
 |title       = Modern Shop Practice volume 1
 |chapter     = Oxy-Hydrogen Welding
 |publisher   = American Technical Society
 |year        = 1916
 |chapter-url         = http://chestofbooks.com/crafts/machinery/Shop-Practice-V1/Oxy-Hydrogen-Welding.html
 |url-status     = live
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20110306125405/http://chestofbooks.com/crafts/machinery/Shop-Practice-V1/Oxy-Hydrogen-Welding.html
 |archive-date = March 6, 2011
|author-link = Howard Monroe Raymond}}</ref> gasblandningen som användes för [[svetsning]], då med ett visst överskott av vätgas för att undvika en oxiderande låga.<ref>
{{Cite book
 |last        = Viall
 |first       = Ethan
 |title       = Gas Torch and Thermite Welding
 |publisher   = McGraw-Hill
 |year        = 1921
 |page        = [https://archive.org/details/gastorchthermitw00vialrich/page/10 10]
 |url         = https://archive.org/details/gastorchthermitw00vialrich
 |url-status     = live
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20160803205751/https://archive.org/details/gastorchthermitw00vialrich
 |archive-date = August 3, 2016
}}
</ref><ref name=":0">{{Tidskriftsref|rubrik=Use of hydrogen in welding engineering in former times and today|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0924013601009566|tidskrift=Journal of Materials Processing Technology|år=2001-12|hämtdatum=2023-09-23|sid=193–198|volym=119|nummer=1-3|doi=10.1016/S0924-0136(01)00956-6|språk=en|förnamn=M.|efternamn=Suban|förnamn2=J.|efternamn2=Tušek|förnamn3=M.|efternamn3=Uran}}</ref>

==Etymologi==
Vissa författare definierar knallgas som en generisk term för blandningen av bränsle med den exakta mängden syre som krävs för fullständig förbränning, så 2:1 oxyhydrogen skulle kallas "väte-knallgas".<ref>W. Dittmar, "Exercises in quantitative chemical analysis", 1887, [https://archive.org/details/exercisesinquan00dittgoog/page/n207 p. 189] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140627184941/http://books.google.com/books?id=ayFDAAAAIAAJ&pg=PA189 |date=June 27, 2014 }}</ref>

"Brown's gas" och HHO är termer för oxyhydrogen som främst förekommer inom [[marginalvetenskap]].

==Egenskaper==
Oxyhydrogen förbränns när den värms upp till sin [[självantändning]]stemperatur. För den [[stökiometri]]ska blandningen, 2:1 väte:syre, vid normalt atmosfärstryck sker självantändning vid cirka 570 °C.<ref name="NASA"/> Den minsta energi som krävs för att antända en sådan blandning, vid lägre temperaturer, med en gnista är cirka 20 [[mikrojoule]].<ref name="NASA"/> Vid standardtemperatur och tryck kan en blandning av vätgas och luft brinna när vätgaskoncentrationen är mellan cirka 4 och 95 volymsprocent väte.<ref>{{cite journal |last1=Moyle |first1=Morton |last2=Morrison |first2=Richard |last3=Churchill |first3=Stuart |title=Detonation Characteristics of Hydrogen Oxygen Mixtures |journal=AIChE Journal |date=March 1960 |volume=6 |pages=92–96 |doi=10.1002/aic.690060118 |hdl=2027.42/37308 |url=https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/37308/690060118_ftp.pdf?sequence=1&isAllowed=y|hdl-access=free }}</ref><ref  name="NASA">
{{Cite book
 |last        = O'Connor
 |first       = Ken
 |title       = NASA Glenn Research Center Glenn Safety Manual
 |chapter     = Hydrogen
 |chapter-url  = http://www.nfpa.org/assets/files/pdf/codesstandards/hcgnasahydrogench06.pdf
 |url-status     = dead
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20130202184446/http://www.nfpa.org/assets/files/pdf/codesstandards/hcgnasahydrogench06.pdf
 |archive-date = February 2, 2013
}}
</ref>

När gasblandningen antänds omvandlas den till [[vattenånga]] och energi frigörs, vilket upprätthåller reaktionen: 241,8 kJ energi (LHV) för varje mol H<sub>2</sub> som förbränns. Mängden värmeenergi som frigörs är oberoende av förbränningssättet, men flammans temperatur varierar.<ref name="encyclopedia">Chisholm, Hugh, red (1911). "Oxyhydrogen Flame". Encyclopædia Britannica. Vol. 20 (11:e upplagan). Cambridge University Press. s. 424.</ref> Den maximala temperaturen på cirka 2 800 °C uppnås med en exakt stökiometrisk blandning, cirka 700 °C varmare än en vätelåga i luften.<ref>
{{Cite web
 |last        = Calvert
 |first       = James B.
 |title       = Hydrogen
 |publisher   = [[University of Denver]]
 |date        = April 21, 2008
 |access-date  = April 23, 2009
 |url         = http://mysite.du.edu/~jcalvert/phys/hydrogen.htm
 |quote       = An air-hydrogen torch flame reaches 2045&nbsp;°C, while an oxyhydrogen flame reaches 2660&nbsp;°C.
 |url-status     = live
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20090418033147/http://mysite.du.edu/~jcalvert/phys/hydrogen.htm
 |archive-date = April 18, 2009
}}
</ref><ref>
{{Cite web
 |title       = Adiabatic Flame Temperature
 |work        = The Engineering Toolbox
 |access-date  = April 23, 2009
 |url         = http://www.engineeringtoolbox.com/adiabatic-flame-temperature-d_996.html
 |url-status     = live
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20080128053804/http://www.engineeringtoolbox.com/adiabatic-flame-temperature-d_996.html
 |archive-date = January 28, 2008
}}
"Oxygen as Oxidizer: 3473&nbsp;K, Air as Oxidizer: 2483&nbsp;K"
</ref><ref>
{{Cite web
 |title       = Temperature of a Blue Flame
 |access-date  = April 5, 2008
 |url         = http://hypertextbook.com/facts/1998/JamesDanyluk.shtml
 |url-status     = live
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20080316074504/http://hypertextbook.com/facts/1998/JamesDanyluk.shtml
 |archive-date = March 16, 2008
}}
"Hydrogen in air: 2,400&nbsp;K, Hydrogen in Oxygen: 3,080 K"
</ref> När någon av gaserna blandas utöver detta förhållande, eller när den blandas med en inert gas som kväve, måste värmen spridas över en större mängd materia och flamtemperaturen blir lägre.<ref name="encyclopedia"/>

==Framställning==
En ren stökiometrisk blandning kan erhållas genom vattenelektrolys, som använder en elektrisk ström för att dissociera vattenmolekylerna:
: Elektrolys: 2 H<sub>2</sub>O → 2 H<sub>2</sub> + O<sub>2</sub>
: Förbränning: 2 H<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> → 2 H<sub>2</sub>O

[[William Nicholson (kemist)|William Nicholson]] var den första som sönderdelade vatten på detta sätt år 1800. I teorin är ingångsenergin i ett slutet system alltid lika med utgångsenergin, som [[termodynamik]]ens första lag säger. I praktiken är dock inga system helt stängda, och den energi som krävs för att generera knallgasen överstiger alltid den energi som frigörs genom att förbränna den, även vid maximal praktisk effektivitet, som termodynamikens andra lag innebär.

==Användning==
===Belysning===
[[Bild:Limelight diagram.svg|thumb|Rampljus använde en knallgasflamma som värmekälla med hög temperatur]]
Många former av oxyhydrogenlampor har beskrivits, såsom rampljuset, som använde en knallgasflamma för att värma en bit kalk till vit het glödlampa.<ref name="WT"/> På grund av knallgasens explosivitet har rampljus ersatts av elektrisk belysning.

===Knallgasblåsrör===
[[Bild:Blowpipe - circa 1827.jpg|thumb|Artonhundratalets bälgdrivna knallgasblåsrör, inklusive två olika typer av flashback-avledare]]
Grunden för oxy-väteblåsröret lades av [[Carl Wilhelm Scheele]] och [[Joseph Priestley]] under de sista decennierna av 1700-talet. Själva oxy-väteblåsröret utvecklades av fransmannen Bochard-de-Saron, den engelska mineralogen [[Edward Daniel Clarke]] och den amerikanska kemisten [[Robert Hare (kemist)|Robert Hare]] i slutet 1700-talet och början av 1800-talet.<ref>{{Cite journal| publisher = Manufacturing chemists| title = Report on the Development of the Chemical Arts During the Last Ten Years| journal=Chemical News |date = 1875|last=Hofmann |first=A. W. |url=https://books.google.com/books?id=v2sfCwFk28AC&pg=RA1-PA153}}</ref> Det producerade en låga som var tillräckligt varm för att smälta  eldfasta material som [[platina]], [[porslin]], [[eldfast tegel]] och [[korund]] och var ett värdefullt verktyg inom flera vetenskapsområden.<ref>{{cite book | last = Griffin | first = John Joseph | title = A Practical Treatise on the Use of the Blowpipe in Chemical and Mineral Analysis | publisher = R. Griffin & co.| year = 1827 | location = Glasgow | url = https://archive.org/details/apracticaltreat00grifgoog }}</ref> Det används i Verneuil-processen för att producera syntetiskt korund.<ref>{{cite encyclopedia|encyclopedia= Encyclopaedia Britannica|title= Verneuil process |url= https://www.britannica.com/topic/Verneuil-process|access-date=July 11, 2018 |language= en|date= October 22, 2013}}</ref>

===Knallgasbrännare===
En knallgasbrännare (även känd som vätebrännare) är en syrgasbrännare som bränner väte (bränslet) med syre (oxidationsmedlet). Den användes för skärning och svetsning<ref>{{citation |chapter= 24.4 Oxyhydrogen welding |title= Manufacturing technology: foundry, forming and welding |author= P. N. Rao |edition= 2 |publisher= Tata McGraw-Hill Education |year= 2001 |isbn= 978-0-07-463180-5 |pages= 373–374 |chapter-url= https://books.google.com/books?id=I4RZQaxCRP8C&q=oxyhydrogen+welding&pg=PA373 |url-status= live |archive-url= https://web.archive.org/web/20140627193730/http://books.google.com/books?id=I4RZQaxCRP8C&pg=PA373&dq=oxyhydrogen+welding&hl=en&ei=RP5eTdDhGtLB4gb0k7GVCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CDYQ6AEwAg#v=onepage&q&f=false |archive-date= June 27, 2014 }}</ref> av metaller, glas och termoplaster.<ref name="WT">{{cite book |title=Chemical Discovery and Invention in the Twentieth Century |first=William Augustus |last=Tilden |publisher=Adamant Media Corporation |isbn=978-0-543-91646-4|url=https://books.google.com/books?id=Qu-fYeT8UKoC&q=Oxyhydrogen&pg=PP133 |page=80 |year=1926}}</ref>

På grund av konkurrens från bågsvetsning och andra oxy-bränslebrännare som den acetylendrivna skärbrännaren används knallgasbrännaren sällan idag, men den är fortfarande det föredragna skärverktyget i vissa nischapplikationer.<ref name=":0" />

Vätgas användes tidigare för att bearbeta platina, då det var enda möjligheten att få en tillräckligt varm låga för att smälta metallen med smältpunkten 1 768,3 °C.<ref name="encyclopedia"/> Dessa tekniker har senare ersatts av ljusbågsugnen.

== Se även ==
*[[Klorknallgas]]

==Referenser==
{{enwp|url=https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Oxyhydrogen&oldid=1131384685 |artikel=Oxyhydrogen| datum= 3 januari 2023}}

===Noter===
<references>
</references>

== Externa länkar ==
{{Commonscat WD}}

{{Auktoritetsdata}}

[[Kategori:Blandningar]]
[[Kategori:Väte]]
[[Kategori:Syre]]
[[Kategori:Förbränning]]
[[Kategori:Elektrolys]]