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Flammenfärbungen und Feuerwerk

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Team Realfilm
Flammenfärbungen und Feuerwerk
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Beschreibung Flammenfärbungen und Feuerwerk

Du bist fasziniert von den bunten Farben des Feuerwerkes am Himmel und fragst dich wie die unterschiedlichen Farben zustande kommen? In diesem Video zeigen wir dir, wie unterschiedliche Elemente in schönen Farben verbrennen. Die Entdeckung geht zurück auf Robert Bunsen, den Erfinder des Bunsenbrenners, der Mitte des 19. Jahrhunderts das Phänomen der unterschiedlichen Flammenfärbungen feststellte.

Er erkannte, dass verschiedene chemische Elemente zu verschiedenen Farben der Flammen führen. Ein paar besonders schöne Beispiele sind hier Kalium, das in einem zarten violett verbrennt und die ziegelrote Flamme von Calcium. Jedes Element besitzt eine ganz eigene Färbung, wobei Metalle wie Natrium (gelb) und Kupfer (grün) die markantesten Farben erzeugen.

Während Robert Bunsen damals noch keine zufriedenstellende Antwort gefunden hatte, können wir dieses Phänomen heute auf den unterschiedlichen Aufbau und die Anordnung der Atome eines Elements zurückführen. Die Grundstruktur eines Atoms mit einem positiv geladenen Kern, der von Elektronen in unterschiedlichen Schalen umgeben ist, ist stets die gleiche. Die Elektronen in derselben Schale besitzen die gleiche Energie, wobei das Energieniveau der Schalen mit dem Abstand zum Atomkern ansteigt. Wird dieses Element nun verbrannt, wird ihm also Wärme zugefügt, werden Elektronen angeregt und können auf ein höheres Energieniveau springen. Wenn sie dann wieder in ihren energetischen Grundzustand zurückfallen, geben sie Energie in Form von Licht ab.

Dieses Licht erscheint uns dann in einer für dieses Element charakteristischen Farbe, da sie von der Anordnung der Elektronen und dem Abstand der Energieniveaus abhängt. So konnte Bunsen damals unterschiedliche Elemente bestimmen und sie voneinander unterscheiden. Heutzutage nutzen wir die Flammenfärbung bei einem Feuerwerk. Mit Kupferchlorid erzeugen die Pyrotechniker zum Beispiel ein schönes Blau. Welche Farbe gefällt dir bei einem Feuerwerk am besten?

Transkript Flammenfärbungen und Feuerwerk

Ein Feuerwerk. Strahlend und schillernd taucht es den nächtlichen Himmel in Blau und Grün, in Rot und Orange. Aber wie entstehen diese unterschiedlichen Farben? In der Mitte des 19. Jahrhunderts entdeckte der Erfinder des Bunsenbrenners, Robert Bunsen, das Phänomen unterschiedlicher Flammenfärbungen. Er fand heraus, dass unterschiedliche chemische Elemente in der Flamme eines Bunsenbrenners in unterschiedlichen Farben verbrennen. Kalium verbrennt in einem zarten Violett. Kupfer verbrennt grün. Kalzium in einem Ziegelrot. Natrium in einem strahlenden Gelb. Jedes Element besitzt seine eigene Färbung, wobei Metalle die markantesten Farben erzeugen. Heute wissen wir, dass der Grund dafür der unterschiedliche Aufbau der Atome eines jeden Elements und die Anordnung seiner Elektronen ist. Elektronen umgeben den positiv geladenen Atomkern in unterschiedlichen Schalen, wobei Elektronen in derselben Schale die gleiche Energie besitzen. Die Elektronen in den inneren Schalen besitzen die geringste Energie und weiter weg vom Atomkern steigt das Energieniveau an. Wenn einem Element Wärmeenergie zugeführt wird, werden die Elektronen angeregt und können auf ein höheres Energieniveau springen. Wenn sie dann wieder in ihren energetischen Grundzustand zurückfallen, geben sie Energie in Form von Licht ab. Die abgegebene Farbe hängt von der Anordnung der Elektronen und dem Abstand zwischen dem niedrigeren und dem höheren Energieniveau in einem speziellen Atom ab. Deswegen strahlen unterschiedliche Elemente unterschiedliche Farben ab. Zu seiner Zeit nutzte Bunsen diese charakteristischen Farben, um unterschiedliche Elemente zu bestimmen. Und heutzutage wird dieses Wissen noch immer angewendet, um farbige Feuerwerke zu produzieren. Ein schönes Blau bekommen die Pyrotechniker dank Kupferchlorid. Gelbe Raketen enthalten Natriumsalze. Und Explosionen in strahlendem Rot enthalten Metalle wie Strontium und Lithium. Hinter den atemberaubendsten Feuerwerken steht also das Verständnis von Flammenfärbungen, die von Elektronen erzeugt werden, die zwischen Energieniveaus hin- und herspringen.

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