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Stoffe verbrennen – Feuer

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André Otto
Stoffe verbrennen – Feuer
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Grundlagen zum Thema Stoffe verbrennen – Feuer

Inhalt

Stoffe verbrennen – Feuer – Chemie

Feuer nützt und begleitet uns tagtäglich. Ohne Feuer wäre unser Leben nicht das Gleiche. Wir brauchen Feuer für den Gasherd und Heizungen, zur Herstellung von Glas und Eisen oder auch zum Autofahren, denn dabei wird im Motor Benzin verbrannt. Feuer kann aber auch gefährlich sein, da es in kurzer Zeit große Schäden anrichten kann. Aber welche Stoffe sind brennbar und welche nicht?

Schauen wir uns zunächst einen Versuch an: Nacheinander probieren wir, Papier, Ethanol, Kohle, Sand und Rubin zum Brennen zu bringen. Das Ergebnis: Die Materialien können in brennbare und nichtbrennbare Stoffe eingeteilt werden.

Brennbar Nichtbrennbar
Papier Sand (Siliciumdioxid $(\ce{SiO2})$)
Ethanol $(\ce{C2H5OH})$ Rubin (Aluminiumoxid $(\ce{Al2O3})$)
Kohle
bestehend aus dem Element Kohlenstoff $(\ce{C})$

Aber warum sind manche Stoffe nichtbrennbar? Und welche Stoffe sind brennbar und welche nicht? Diesen Fragen wollen wir nun auf den Grund gehen.

Was ist Feuer? – Definition

Ein Feuer entsteht, wenn ein brennbarer Stoff auf seine Entzündungstemperatur erwärmt wird und Sauerstoff $(\ce{O2})$ vorhanden ist. Bei einer Verbrennung (Chemie) reagiert der Sauerstoff aus der Luft mit dem Stoff.

Was sind brennbare Stoffe? – Definition

Was macht einen Stoff brennbar? Ein Feuer kann nur dann entstehen, wenn drei Voraussetzungen erfüllt werden: Der Stoff muss brennbar sein, auf seine Entzündungstemperatur erwärmt werden und Sauerstoff muss vorhanden sein. Denn ein Stoff ist nur brennbar, wenn dieser Stoff auch Sauerstoff $(\ce{O2})$ aufnehmen kann.

Was macht einen Stoff brennbar? Was sind brennbare Stoffe?

Beim Versuch konnte man sehen, dass Papier, Ethanol und Kohle brennbar sind. Die dabei ablaufende Reaktion mit Sauerstoff sieht wie folgt aus:

Brennbare Stoffe Reaktionsgleichung
Papier
besteht aus Kohlenwasserstoffen $(\ce{C_xH_y})$
$\ce{C_xH_y ->[O2][Verbrennung] x CO2 + \frac{1}{2}y H2O}$
Ethanol
verbrennt zu Kohlenstoffdioxid $(\ce{CO2})$ und Wasser $(\ce{H2O})$
$\ce{\underset{Ethanol}{C2H5OH} + 3O2 ->[][Verbrennung] 2CO2 + 3H2O}$
Kohle $\ce{C + O2 ->[][Verbrennung] CO2}$

Nur warum brennt Kohle schlechter als Papier? Kohle brennt nicht schlechter als Papier. Kohle hat nur eine höhere Entzündungstemperatur. Stoffe benötigen eine bestimmte Temperatur, damit sie anfangen zu brennen. Stoffe aus dem Alltag wie beispielsweise Papier haben eine niedrige Entzündungstemperatur und gehören zu den leicht brennbaren Stoffen, während Kohle ein schwer brennbarer bzw. ein schwer entflammbarer Stoff ist.

Weitere bekannte Beispiele für brennbare Stoffe sind in der folgenden Liste aufgeführt:

  • Streichholzkopf
  • Benzin
  • Heizöl
  • Trockenes Holz
  • Flüssiggas (für Feuerzeuge)
  • Erdgas
  • Aluminium
  • Silicium
  • Wasserstoff

Was sind nichtbrennbare Stoffe? – Definition

Ein Stoff, der nichtbrennbar ist, kann nicht mit Sauerstoff $(\ce{O2})$ reagieren. Im Versuch wurde gezeigt, dass Sand und Rubin nichtbrennbare Stoffe sind. Sand ist Siliciumdioxid $(\ce{SiO2})$ – das ist schon verbranntes Silicium. Eine Reaktion von Siliciumdioxid mit Sauerstoff kann deshalb nicht stattfinden.

Rubin ist Aluminiumoxid $(\ce{Al2O3})$. Das ist verbranntes Aluminium. Eine Reaktion mit Sauerstoff findet also auch hier nicht statt.

Sand und Rubin zählen zu den festen nichtbrennbaren Stoffen. Weitere feste nichtbrennbare Stoffe sind Porzellan, Glas, Eisen oder Stein. Ein bekanntes Beispiele für einen flüssigen nichtbrennbaren Stoff ist Wasser. Sauerstoff selbst kann auch nicht brennen und zählt deswegen zu den gasförmigen nichtbrennbaren Stoffen.

Dieses Video

Dieses Video erklärt, warum manche Stoffe brennen und andere nicht. Papier, Alkohol und Kohle brennen. Sand und der Edelstein Rubin tun dies nicht. Man benötigt somit für die Verbrennung einen brennbaren Stoff. Außerdem muss dieser auf seine Entzündungstemperatur erwärmt werden. Die dritte Bedingung ist die Anwesenheit von Sauerstoff bei der Verbrennung. Somit kann ein Feuer nur dann entstehen, wenn ein brennbarer Stoff auf seine Entzündungstemperatur erwärmt wird und Sauerstoff vorhanden ist.

Im Anschluss an das Video und diesen Text findest du Übungsaufgaben und ein Arbeitsblatt, um dein erlerntes Wissen zu überprüfen. Viel Spaß!

Transkript Stoffe verbrennen – Feuer

Guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video befassen wir uns mit dem Feuer und seinen Herstellungsmöglichkeiten. Das Video heißt "Stoffe verbrennen". Es gehört zum Oberthema "Feuer". Seit der Entdeckung des Feuers hat es viele Anwendungen gefunden. Feuer entsteht beim Schweißen. Man benötigt das Feuer bei der Roheisenherstellung, so wie hier in Tschechien, in Trinecke zelezarny. Feuer entsteht bei der Verbrennung von Kohle in Kohlekraftwerken und auch am Kaminfeuer können wir uns erfreuen.

Aber es gibt auch Situationen, wo das Feuer den Menschen zum Schaden gereicht, so wie bei der großen Ölkatastrophe von BP 2010. Verheerende Brände haben viele wertvolle Gegenstände und viele Menschenleben gekostet, so wie der Hamburger Brand 1842. Wir wissen auch nicht, ob das Feuer auf dem Hügel, das von dem Künstler hier gestaltet wurde, gewollt war, oder eine Naturkatastrophe ist. Um mit Feuer richtig umgehen zu können, müssen wir uns zwei Fragen stellen. Die 1. Frage: Welche Stoffe verbrennen? Also: Was brennt? Und die 2. Frage, die ebenso wichtig ist: Warum brennt etwas?

Nehmen wir einmal verschiedene Stoffe: Farbiges Papier, den Alkohol "Ethanol", Kohle, Sand und schließlich den Edelstein Rubin. Wir wollen nun im Experiment feststellen, welche dieser Verbindungen brennen und welche nicht:

Ich lege nun das Papier auf die umgestülpte Tasse und zünde es an, schaut selbst! Papier brennt, wenn auch die Verbrennung offensichtlich nicht vollständig erfolgt ist.

Nun gebe ich etwas Ethanol auf die umgestülpte Tasse und zünde an. Schaut selber, was ihr seht! Ethanol brennt.

Führen wir nun diesen Versuch mit Sand durch. Sand brennt nicht.

Nun versuche ich, den Rubin zum Brennen zu bringen. Ein Rubin brennt nicht.

Wie schaut es mit der Kohle aus? Es ist nicht einfach die Kohle zum Brennen zu bringen, aber mit etwas Ausdauer und Geduld gelingt es. Der kleine, rote Punkt ist die glimmende Kohle. Kohle brennt. Offensichtlich kann man die Stoffe in zwei Gruppen einteilen: In "brennbare Stoffe" und "nicht brennbare Stoffe". Wir benötigen somit für das Entstehen eines Feuers einen brennbaren Stoff.

Warum aber sind einige Stoffe brennbar, andere hingegen nicht brennbar?

Papier besteht zum großen Teil aus Kohlenwasserstoffen. Diese Kohlenwasserstoffe, CxHy, reagieren mit dem Sauerstoff der Luft. Verbrennung ist nämlich die Reaktion einer chemischen Verbindung mit Sauerstoff. Im Ergebnis dieser chemischen Reaktion bilden sich x Moleküle CO2 und 1/2y Moleküle H2O. Papier verbrennt zu Kohlenstoffdioxid und Wasser, genau wie Benzin.

Nehmen wir nun Ethanol: Ethanol verbrennt ebenfalls zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. Die Reaktionsgleichung in Formelschreibweise lautet C2H5OH+3O2->2CO2+3H2O. Kommen wir nun zur Kohle: Kohle besteht zum großen Teil aus dem chemischen Element Kohlenstoff, C.  Und dieses reagiert bei der Verbrennung mit dem Sauerstoff der Luft zu Kohlenstoffdioxid, CO2. C+O2->CO2. Betrachten wir nun Sand, was ist Sand? Sand besteht hauptsächlich aus Siliciumdioxid und Siliciumdioxid hat die chemische Formel SiO2. Die Reaktion SiO2+O2 läuft nicht ab, das heißt, Siliciumdioxid brennt nicht. Sand brennt deshalb nicht, da Siliciumdioxid bereits verbranntes Silicium ist. Oder der Rubin: Rubin ist Aluminiumoxid mit der chemischen Formel Al2O3. Die chemische Verbrennung des Aluminiumoxids, Al2O3+O2,  läuft nicht ab. Der Rubin brennt nicht, da Aluminiumoxid bereits verbranntes Aluminium ist. Stellen wir uns nun die Frage, warum Kohle schlechter als Papier brennt. Antwort ist: Kohle brennt nicht schlechter, sie entzündet sich nur bei einer höheren Temperatur. Das bedeutet, jeder brennbare Stoff benötigt, damit er brennen kann, eine bestimmte Temperatur. Man nennt diese Temperatur "Entzündungstemperatur". Einen brennbaren Stoff mit ausreichender Entzündungstemperatur zu besitzen, reicht nicht. Man benötigt noch etwas. Schauen wir uns dafür einmal den folgenden Versuch an: Wir werden, nach der bereits bekannten Verfahrensweise, Ethanol verbrennen. Ich zünde den Ethanol an und er brennt friedlich vor sich hin. Ich stülpe nun ein Glas über den brennenden Alkohol, die Flamme erlischt. Ein Feuer benötigt noch eine dritte Komponente und das ist Sauerstoff. Fassen wir somit zusammen: Ein Feuer entsteht, wenn ein brennbarer Stoff auf seine Entzündungstemperatur erwärmt wird und Sauerstoff vorhanden ist. Ich bedanke mich für eure Aufmerksamkeit. Alles Gute! Auf Wiedersehen!

20 Kommentare

20 Kommentare
  1. habe morgen eine arbeit und habe angst

    Von Dcelik113, vor mehr als 3 Jahren
  2. ich bin zwar noch nicht 7. aber mir hat es gefallen

    Von Niko 96, vor etwa 4 Jahren
  3. Gut und verständlich erklärt, ich denke das wir mir in der Arbeit Morgen sehr weiterhelfen. :)

    Von Wolkenraser The Real, vor etwa 4 Jahren
  4. Es gibt drei Voraussetzungen für Feuer: Sauerstoff, brennbares Material und eine entsprechend hohe Entzündungstemperatur. Das ist allerdings nur ein Hinweis, um zu erkennen, welche Dinge du benötigst, um Ether zu verbrennen.
    In der Aufgabe geht es ja aber darüber hinaus um den Versuchsaufbau. Und da sind eine feuerfeste Schale und ein Streichholz notwendig.

    Viele Grüße aus der Redaktion

    Von Bianca Blankschein, vor etwa 5 Jahren
  5. Aufgaben nicht von mir.

    Von André Otto, vor etwa 5 Jahren
Mehr Kommentare

Stoffe verbrennen – Feuer Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Stoffe verbrennen – Feuer kannst du es wiederholen und üben.
  • Erkläre, was man unter Verbrennung versteht.

    Tipps

    Oxide lassen sich nicht verbrennen.

    Lösung

    Unter einer Verbrennung versteht man die Reaktion mit Sauerstoff. Dabei bilden sich Oxide. Stoffe wie Papier und Benzin bestehen z.B. aus Kohlenwasserstoffen, die durch Verbrennung zu Kohlenstoffdioxid und Wasser reagieren. Oxide selbst können also nicht mehr verbrannt werden.

  • Bestimme die brennbaren Stoffe.

    Tipps

    Überlege dir, welcher Stoff zum Feuermachen dienen könnte.

    Lösung

    Damit ein Feuer entstehen kann, werden brennbare Stoffe benötigt. Wenn Stoffe brennen, dann gehen sie eine Reaktion mit Sauerstoff ein, wodurch sich ein Oxid bildet. Bei Holz, Papier und Ethanol entsteht so Kohlenstoffdioxid $CO_2$. Sand besteht bereits aus einem Oxid, nämlich aus Siliciumdioxid. Auch die meisten Edelsteine bestehen aus einem Oxid, aus Aluminiumoxid. Diese Oxide können chemisch nicht mehr verbrannt werden und somit sind diese Stoffe nicht brennbar.

  • Erkläre, warum Glas nicht brennt.

    Tipps

    Woraus besteht Glas?

    Lösung

    Um zu verstehen, warum einige Stoffe brennen und andere nicht, muss man die chemische Verbindung anschauen, die hinter dem Stoff steckt.

    Verbrennungen sind Reaktionen mit Sauerstoff. Soll ein Stoff nun also verbrannt werden, muss er mit Sauerstoff eine Reaktion eingehen. Kohlenwasserstoffe verbrennen z.B. zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.

    Einige Stoffe sind nun aber schon oxidiert, sie sind also schon Produkt einer Verbrennung und können nicht weiter verbrannt werden. Zu diesen Verbindungen gehört auch Glas. Chemisch unterscheidet sich Glas kaum von Sand, beide bestehen aus Siliciumdioxid $SiO_2$ und deshalb lassen sich beide Stoffe auch nicht verbrennen.

  • Erstelle einen Versuchsaufbau, um Stoffe auf ihre Brennbarkeit zu überprüfen.

    Tipps

    Denke an die drei Vorraussetzungen für Feuer. Wie kannst du alle erreichen?

    Lösung

    Für ein Feuer werden drei Voraussetzungen benötigt. Zum einen ein brennbarer Stoff, dann Sauerstoff und eine ausreichend hohe Entzündungstemperatur.

    Wenn du nun also untersuchen möchtest, ob Ether (korrekt: Diethylether) brennt, musst du die anderen beiden Voraussetzungen gewährleisten. Der Sauerstoff muss nicht extra zugefügt werden, dort reicht der in der Luft enthaltene Sauerstoff. Um die Entzündungstemperatur zu erreichen, brauchst du ein Streichholz. Nun benötigst du nur ein feuerfestes Gefäß, in dem du die Verbrennung stattfinden lassen kannst. Hier eignen sich zum Beispiel Mörser.

    Ether verbrennt genau wie Ethanol unter Bildung von Wasser und Kohlenstoffdioxid.

  • Nenne die Voraussetzungen für ein Feuer.

    Tipps

    Wenn du ein Glas über eine brennende Kerze stülpst, dann erlischt das Feuer.

    Lösung

    Um ein Feuer zu erhalten, sind genau drei Faktoren notwendig:

    1. brennbarer Stoff: Der Stoff muss sich durch Reaktion mit Sauerstoff chemisch verbrennen lassen.
    2. Sauerstoff: Jede Verbrennung benötigt Sauerstoff. Ohne Sauerstoff erstickt die Flamme, was du gut beobachten kannst, wenn du ein Glas über eine brennende Flamme stülpst.
    3. Entzündungstemperatur: Stoffe haben unterschiedliche Entzündungstemperaturen, die erreicht werden müssen, um den Stoff zu verbrennen.

  • Ordne folgende Stoffe entsprechend ihrer Entzündungstemperatur.

    Tipps

    Brennendes Papier wird manchmal verwendet, um den Ofen anzufeuern.

    Lösung

    Die Entzündungstemperaturen von einzelnen Stoffen können ganz unterschiedlich sein. Zeitungspapier hat eine relativ niedrige Entzündungstemperatur. Das erkennst du auch daran, dass es relativ schnell Feuer fängt, wenn du ein brennendes Streichholz daran hältst.

    Zucker besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Auch dieser Stoff brennt, allerdings liegt die Entzündungstemperatur etwas über der von Holzkohle.

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