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!