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Brennstoffe und Verbrennungsprodukte

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Die Autor*innen
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André Otto
Brennstoffe und Verbrennungsprodukte
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Grundlagen zum Thema Brennstoffe und Verbrennungsprodukte

Inhalt

Brennstoffe und Verbrennungsprodukte – Chemie

In der heutigen Zeit sind Brennstoffe ein wichtiges Thema, weil unsere fossilen Energiereserven knapp sind und Umweltkrisen und Kriege uns zwingen, nach Alternativen zu suchen. In diesem Text zeigen wir dir, was Brennstoffe sind und welche Brennstoffe es gibt. Wir erklären dir die verschiedenen Verbrennungsprodukte und zeigen dir für die verschiedenen Brennstoffe die jeweiligen Vor- und Nachteile auf.

Brennstoffe – Definition

Einfach gesagt ist ein Brennstoff ein Energiespeicher. Durch Verbrennung kann diese gespeicherte Energie freigesetzt werden. Was liefern also Brennstoffe? Sie liefern nutzbare Energie in Form von Wärme oder Bewegung.

Brennstoff.svg

Ein Brennstoff muss wichtige Kriterien erfüllen: er muss brennbar sein, viel Wärme speichern können sowie kostengünstig und umweltfreundlich sein.

Was sind fossile Brennstoffe? – einfach erklärt

Fossile Brennstoffe sind Überreste aus einer weit zurückliegenden Zeit. Vielleicht fragst du dich jetzt, wie und woraus fossile Brennstoffe denn nun entstehen. Die fossilen Brennstoffe definiert man als Abbauprodukte, die über mehrere Millionen Jahre durch bio- und geochemische Prozesse aus toten Pflanzen- und Tierresten entstanden sind.

Fossilen Brennstoffe werden abgebaut und in der Energiewirtschaft als Energiespeicher verwendet und genutzt. Fossile Energiespeicher zählen nicht zu den erneuerbaren Energieträgern.

In der folgenden Tabelle zeigen wir die wichtigsten Beispiele fossiler Brennstoffe. Wir zeigen dir Beispiele für feste Brennstoffe, gasförmige Brennstoffe und flüssige Brennstoffe. Außerdem erfährst du hier, wie die Verbrennungsprodukte, die bei der Verbrennung der fossilen Brennstoffe entstehen, heißen.

Beispiele fossiler Brennstoffe Verwendung Verbrennungsprodukte
Torf, Braunkohle, Steinkohle Heizkraftwerke/Strom- und Wärmeerzeugung vorwiegend Kohlenstoffdioxid und Wasser
Erdöl Erdölkraftwerke (selten)/Heizen, Diesel, Benzin Kohlenstoffdioxid und Wasser
Erdgas Gaswerke/Strom, Heizen, Antrieb von Autos Kohlenstoffdioxid und vorwiegend Wasser

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe besitzt Vor- und Nachteile. Die Entstehung von Kohlenstoffdioxid $(\ce{CO2})$ ist umweltschädlich und trägt zur Luftverschmutzung bei. Wasser ist auch ein Verbrennungsprodukt hat aber diese Nachteile nicht. Was sind weitere Verbrennungsprodukte? Auch Schwefeldioxid, das mitverantwortlich ist für den sauren Regen, kann als Verbrennungsprodukt von Kohle nachgewiesen werden. Braunkohle produziert mehr Schwefeldioxid als Steinkohle.

Was sind erneuerbare Brennstoffe?

Da das Vorkommen an fossilen Brennstoffen endlich ist, sucht man ständig nach Alternativen. Dazu zählen die nachwachsenden Rohstoffe wie Holz, Holzkohle und Alkohol (Vergaserkraftstoff). Die Verbrennungsprodukte von Holz, Holzkohle und Alkohol sind Kohlenstoffdioxid und Wasser. Bei Holz und Holzkohle entsteht zusätzlich Asche. Diese kann als Dünger verwendet werden.

Brennstoff – Wasserstoff

Wasserstoff kann aus Wasser gewonnen werden. Mit Wasserstoff werden Brennstoffzellen betrieben. Als Verbrennungsprodukt entsteht wiederum Wasser. Die Verwendung von Wasserstoff als Brennstoff ist überaus umweltfreundlich, allerdings auch sehr kostspielig.

Müllverbrennung

Bei der Müllverbrennung entstehen neben der gewünschten Wärme auch schädliche Verbrennungsprodukte, die krebserregend sein können.

Kernbrennstoff

Kernbrennstoffe werden in Kernkraftwerken verwendet. Sie sind aber aufgrund der Gefahr durch die bei der Kernspaltung entstandene Radioaktivität eher nicht zukunftsträchtig.

Was sind feste Brennstoffe?

Beispiele für feste Brennstoffe sind Kohle als fossiler Brennstoff und Holz als nachwachsender Brennstoff.

Was ist ein natürlicher Brennstoff?

Zu den natürlichen Brennstoffen zählen sowohl die fossilen Brennstoffe (Kohle, Erdöl, Erdgas) als auch Holz.

Brennstoff und Verbrennungsprodukte – Zusammenfassung

Unter einem Brennstoff versteht man einen Stoff, der Energie speichert. Durch Verbrennung kann diese Energie freigesetzt werden. Dabei entstehen verschiedene Verbrennungsprodukte. Meistens Kohlenstoffdioxid und/oder Wasser. Da die fossilen Brennstoffe endlich sind, werden alternative Energieträger immer größere Bedeutung erlangen.

Auch zu dem Thema Brennstoff und Verbrennungsprodukte haben wir einige interaktive Übungen und Arbeitsblätter vorbereitet. Du kannst dein neu gewonnenes Wissen also direkt testen. Viel Spaß!

Häufig gestellte Fragen zum Thema Brennstoff und Verbrennungsprodukte

Was versteht man unter einem Brennstoff?
Welche Brennstoffe kennst du?
Welche wichtigen Verbrennungsprodukte kennst du?

Transkript Brennstoffe und Verbrennungsprodukte

Hallo und herzlich willkommen. Dieses Video heißt Brennstoffe und Verbrennungsprodukte. Du kennst bereits die Verbrennung als chemische Reaktion. Du weißt, dass die Verbrennungsprodukte Sauerstoff enthalten. Nachher kannst Du Brennstoffe benennen und ihre Vorzüge und Nachteile erläutern. Die wichtigsten Verbrennungsprodukte kannst Du aufzählen. Der Film ist in sieben Abschnitte unterteilt: Was ist ein Brennstoff?, Fossile Brennstoffe, Nachwachsende Rohstoffe, Wasserstoff, Müllverbrennung, Kernverbrennung und Zusammenfassung. Was ist ein Brennstoff? Ein Brennstoff besitzt gespeicherte Energie und kann diese als nutzbare Energie freisetzen. Dabei entstehen entweder Wärme oder Bewegung. Damit ein Stoff ein Brennstoff ist, sind einige Bedingungen notwendig. Er muss brennbar sein. Er muss viel Wärme abgeben. Er sollte kostengünstig sein. Und er ist umweltfreundlich. Ungeeignet als Brennstoff sind die beiden chemischen Elemente Schwefel und Phosphor. Die Verbrennungsprodukte sind nämlich umweltschädlich. Fossile Brennstoffe: Diese Brennstoffe stammen direkt aus der Natur. Wichtige Beispiele sind Torf, Braunkohle und Steinkohle. Außerdem Erdöl und Erdgas. Heizkraftwerke dienen der Stromerzeugung. Es gibt auch, wenn auch selten, Torfkraftwerke. Erdölkraftwerke werden nur von den erdölfördernden Ländern betrieben. Wichtige Verbrennungsprodukte sind Kohlenstoffdioxid und Wasser. Kohlenstoffdioxid wird in großem Maße von Kohle gebildet. Erdgas liefert einen großen Anteil von Wasser. Aber auch Kohle liefert bei der Verbrennung Wasser und Erdgas lässt Kohlenstoffdioxid entstehen. Kohlenstoffdioxid ist umweltschädlich: Klimaerwärmung. Wasser hingegen nicht. Bei der Verbrennung ist die Schädlichkeit von Braunkohle größer, als die Schädlichkeit von Steinkohle. Braunkohle produziert mehr Schwefeldioxid. Ein fossiler Rohstoff ist auch Erdgas. Man verwendet ihn zum Kochen, für die Heizung und seit geraumer Zeit auch für den Antrieb von Autos. Erdöl ist der Lieferant für Benzin und Diesel. Damit werden Autos angetrieben. Lastwagen, Traktoren, aber auch große Schiffe. Erdöl und Erdgas dienen somit der Heizung und der Bewegung. Nachwachsende Rohstoffe: Dazu zählen Holz, Holzkohle und Alkohol. Kohlenstoffdioxid wird bei der Verbrennung von Holz, Holzkohle und Alkohol produziert. Alle drei nachwachsenden Rohstoffe liefern Wasser. Asche hingegen erhält man nur aus Holz oder Holzkohle. Alkohol gibt keine Asche. Holz sollte nicht verbrannt werden. Dafür ist es meist viel zu schade. Geschieht das doch, dann bildet sich Asche. Asche kann man als Dünger verwenden. Besser hingegen ist es, Holz als Bauholz zu verwenden. Auch wird aus Holz Holzkohle hergestellt. Unter anderem stellt man aus Holzkohle Schwarzpulver her. Alkohol wird hauptsächlich aus Zucker hergestellt. In einigen Ländern dient er als Vergaserkraftstoff. Wasserstoff: Aus Wasser gewinnt man Wasserstoff. Wasserstoff betreibt die Brennstoffzelle. Bei seiner Verbrennung bildet sich wieder Wasser, daher ist Wasserstoff ein umweltfreundlicher Brennstoff, aber mitunter noch zu teuer. Müllverbrennung: Es wird immer mehr Müll produziert, daher hat die Müllverbrennung eine große Bedeutung. Dabei entsteht Wärme. Aber leider bilden sich auch schädliche Verbrennungsprodukte. Mitunter sind diese krebserregend. Das muss bei der Müllverbrennung immer berücksichtigt werden. Kernbrennstoff: Darunter versteht man spaltbares Material, das bei der Kernspaltung verwendet wird. Kernbrennstoff ist nicht fossil. Kernbrennstoff wurde und wird im Kernreaktor verwendet. Da es gehäuft zu Reaktorunfällen kam und der Atommüll Sorgen bereitet, ist Kernbrennstoff ein Auslaufmodell. Siebtens, Zusammenfassung. Es gibt eine ganze Reihe von Brennstoffen. Besondere Bedeutung kommt dabei dem Wasserstoff zu. Er ist brennbar, liefert viel Wärme und ist umweltfreundlich. Lediglich die Energiegewinnung ist noch zu teuer. Bis auf die Kernenergie werden alle verfügbaren Brennstoffquellen zum jetzigen Zeitpunkt, ende 2012, zu verschiedenen Teilen genutzt. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss.

14 Kommentare

14 Kommentare
  1. idgzfudf

    Von Mahmoud B., vor mehr als 5 Jahren
  2. wirklich

    Von Mahmoud B., vor mehr als 5 Jahren
  3. cool

    Von Mahmoud B., vor mehr als 5 Jahren
  4. Hallo,
    finde das Video auch nicht überflüssig. Lieber mehr Videos statt weniger, und so viel Lernmaterial wie möglich, danke.

    Wäre mal interessant, noch die ganzen anderen Verbrennungsabfallprodukte zu beleuchten (weiß, das ist umfangreich, aber wäre sehr interessant). Kohlendioxid ist wenigstens nicht giftig, und falls Pflanzen vorhanden, wachsen sie damit noch besser. Inzwischen werden auch endlich andere Abgase wie Stickoxide in der politischen Öffentlichkeit mehr beleuchtet.

    Weiter so.

    Von Juliane Viola D., vor mehr als 5 Jahren
  5. HI ist eine sehr starke Mineralsäure.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor fast 6 Jahren
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Brennstoffe und Verbrennungsprodukte Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Brennstoffe und Verbrennungsprodukte kannst du es wiederholen und üben.
  • Benenne Brennstoffe, die zur Energiegewinnung genutzt werden können.

    Tipps

    Beim Verbrennen von Schwefel entsteht Schwefeldioxid, das für den sauren Regen verantwortlich ist.

    Lösung

    Die Natur bietet eine Vielzahl an Stoffen, die an der Luft brennen können. Dabei entstehen unterschiedliche Verbrennungsprodukte. Viele Verbrennungsprodukte sind aber für Menschen und Umwelt giftig, deshalb sollten diese Brennstoffe nicht zur Energiegewinnung genutzt werden.
    Beim Verbrennen von Schwefel und Phosphor entstehen zum Beispiel Oxide, die schädlich für die Umwelt sind. Andere Brennstoffe verbrennen hauptsächlich zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.

  • Nenne fossile und nachwachsende Brennstoffe.

    Tipps

    Es gibt keine Pflanze, die Kernbrennstoff produzieren kann.

    Aus Maissirup lässt sich Alkohol herstellen.

    Lösung

    Fossile Energieträger decken heute noch einen großen Teil unseres Energiebedarfs. Fossile Energieträger bereiten uns aber Probleme: Sie werden immer weniger, sie sind häufig sehr schädlich für die Umwelt und sie produzieren Kohlenstoffdioxid. Dieses Gas ist in den fossilen Brennstoffen gebunden und ist hauptverantwortlich für die Klimaerwärmung.
    Nachwachsende Energieträger wie Holz und Alkohol produzieren zwar auch Kohlenstoffdioxid. Dieses stammt jedoch aus der Atmosphäre, da die Pflanzen es zum Aufbau der nachwachsenden Energieträger aus der Luft entnommen haben. Die Menge an Kohlenstoffdioxid in der Luft wird daher nicht erhöht, wie es bei Erdöl, Erdgas oder Kohle der Fall ist.

  • Gib die richtigen Verbrennungsprodukte zu den Brennstoffen an.

    Tipps

    In Brennstoffzellen reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff, es entsteht ein Oxid des Wasserstoffs.

    Lösung

    Viele der von uns Menschen verwendeten Energieträger bestehen aus Kohlenwasserstoffverbindungen. Beim Verbrennen dieser Verbindungen kommt es zur Reaktion mit Sauerstoff. Dabei entsteht aus dem in der Verbindung enthaltenen Kohlenstoff das Gas Kohlenstoffdioxid, der in den Verbindungen gebundene Wasserstoff bildet mit Sauerstoff Wasser. Daher entstehen Kohlenstoffdioxid und Wasser, wenn man Kohle, Holz, Gas, Erdöl, Alkohol oder auch Abfall verbrennt.
    Holz verbrennt nicht vollständig zu diesen beiden Stoffen, es bleibt außerdem Asche zurück - das kennst du vom Lagerfeuer. Braunkohle enthält neben den Kohlenwasserstoffen auch eine ganze Menge an Schwefelverbindungen, die zu dem umweltschädlichen Schwefeldioxid verbrennen. Abfall enthält eine bunte Mischung an Stoffen, wie zum Beispiel Kunststoffe. Beim Verbrennen dieser Stoffe entstehen sehr viele unterschiedliche Verbrennungsprodukte, von denen viele auch giftig und krebserregend sein können. Einige dieser Stoffe können aus den Abgasen gefiltert werden, aber nicht alle.
    Nur der Wasserstoff verbrennt sehr sauber, es entsteht nur Wasser. Allerdings kommt Wasserstoffgas auf der Erde nicht vor und muss erst produziert werden.

  • Beurteile die Umweltverträglichkeit der Brennstoffe.

    Tipps

    Überlege, welcher Brennstoff bei der Verbrennung schädliche Stoffe für die Umwelt entstehen lässt.

    Nachwachsende Rohstoffe schädigen die Umwelt weniger, auch wenn die Verbrennungsprodukte die gleichen sind.

    Lösung

    Die Menschheit benötigt unfassbare Mengen an Energie. Um diese zu produzieren, werden vor allem Brennstoffe unterschiedlicher Art verwendet. Da viele Brennstoffe bei der Verbrennung Stoffe produzieren, die die Umwelt belasten und die Klimaerwärmung fördern, ist es wichtig zu wissen, welche Energieträger für die Umwelt eine geringere Belastung darstellen.
    Fossile Energieträger produzieren Kohlenstoffdioxid. Damit sind sie umweltschädlich, da sie zur Klimaerwärmung beitragen. Braunkohle und Erdgas sind Beispiele dafür. Allerdings belastet Braunkohle die Umwelt stärker, da auch Schwefeldioxid produziert wird und die Landschaft durch den Tagebau zerstört wird.
    Nachwachsende Rohstoffe produzieren zwar Kohlenstoffdioxid, erhöhen aber nicht die Konzentration in der Atmosphäre. Daher ist Alkohol, der aus Pflanzenteilen produziert wird, weniger umweltschädlich als Erdgas. Allerdings müssen große Flächen mit den Pflanzen bepflanzt werden, was auch der Umwelt schadet.
    Wasserstoff ist der umweltfreundlichste Brennstoff, da nur Wasser als Verbrennungsprodukt entsteht. Leider muss jedoch Wasserstoff vom Menschen produziert werden, da es nicht auf der Erde vorkommt.

  • Gib Anforderungen an, die an einen Brennstoff gestellt werden.

    Tipps

    Schwer entflammbare Stoffe werden verwendet, um Wohnungsbrände zu verhindern.

    Lösung

    Viele Stoffe lassen sich zur Energiegewinnung nutzen. Daher ist es wichtig sich zu überlegen, welche Anforderungen man an einen Stoff stellt, mit dem man viele Jahre lang sehr große Mengen an Energie erzeugen möchte.
    Der Stoff sollte natürlich beim Verbrennen möglichst viel Energie, also Wärme, freisetzen. Dazu sollte er auch leicht zu entzünden sein.
    Da die Energiekosten gering sein sollen, sollte auch der Energieträger günstig zu produzieren sein. Um die Belastung für die Umwelt möglichst gering zu halten, sollten die Verbrennungsprodukte die Umwelt nicht belasten.

  • Erläutere die Probleme bei der Nutzung von Wasserstoff als Brennstoff.

    Tipps

    Am 6. Mai 1937 entzündete sich der Zeppelin LZ 129 „Hindenburg“. Bei diesem tragischen Unfall kamen 36 Menschen ums Leben. Er hatte als Traggas eine Füllung aus Wasserstoff.

    Lösung

    Im Wasserstoff steckt viel Energie – er wird auch als Raketentreibstoff verwendet. Wasserstoff ist als Energieträger der Zukunft sehr vorteilhaft. Es entstehen keine giftigen, umwelt- oder klimaschädlichen Verbrennungsprodukte. Außerdem ist es möglich, mit Brennstoffzellen aus Wasserstoff Strom zu gewinnen, ohne dass man dazu den Wasserstoff verbrennen muss.
    Allerdings muss der Wasserstoff dazu erst hergestellt und danach gelagert werden. Bei der Herstellung ist viel Energie nötig. Wenn diese Energie aus fossilen Brennstoffen stammt, ist Wasserstoff auch kein umweltverträglicher Brennstoff mehr. Wenn aber zum Beispiel Sonnenenergie oder Windenergie verwendet wird, wird die Umwelt weniger belastet.
    Auch die Lagerung und der Transport sind schwierig. Wasserstoff muss unter Druck flüssig gehalten werden, da er als Gas ein sehr großes Volumen einnimmt. Zur Lagerung sind daher schwere, dickwandige Stahlbehälter notwendig. Das erschwert den Transport des explosiven Gases.

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