Elemente und Moleküle, Schulbuch

147 8.1 alKane spitze beim Anziehen viel heißer wird, und vor allem, weil beim Anzünden der Ziga- rette natürlich auch der Benzindampf entzündet werden kann. Es gibt allerdings Stoffe mit sehr niedriger Zündtemperatur. Beispiele dafür sind der weiße Phosphor (Zündtemperatur 60 °C) und das Lösungsmittel Kohlenstoffdisulfid (Schwefelkohlenstoff, Zündtemperatur 102 °C). Wie feuergefährlich diese Stoffe sind, zeigt Versuch 147.3. Der Schwefelkohlenstoff kann sich schon an heißen Dampflei- tungen in technischen Anlagen entzünden. Weißer Phosphor kann sich durch lang- same Reaktion mit Luftsauerstoff sogar von selbst bis zur Zündtemperatur erwär- men. Er ist daher selbstentzündlich und muss unter Wasser aufbewahrt werden. Der Flammpunkt ist die Temperatur, bei der sich über einer brennbaren Flüssigkeit ein Dampf-Luft-Gemisch bildet, das durch Fremdzündung entzündet werden kann. Er gibt also an, ob man ein Lösungsmittel mit einem brennenden Streichholz oder einem Funken anzünden kann. (Siehe Gefahrensymbole und Einstufung brennbarer Flüssigkeiten auf den Seiten 6 und 7) Den Unterschied zwischen Zündtemperatur und Flammpunkt zeigt Versuch 147.1. Offenbar hat das Dieselöl, das sich mit einem brennenden Holzspan nicht entzün- den lässt, einen Flammpunkt, der höher liegt als Zimmertemperatur. Es verdampft so wenig vom Dieselöl, dass sich der Dampf nicht entzünden lässt, obwohl die Tem- peratur der Flamme des Holzspanes über der Entzündungstemperatur des Diesel- öles liegt. Erst wenn es über den Flammpunkt erwärmt wird, kann man es anzünden. Auch eine Kerze brennt nur am Docht, da Paraffin einen hohen Flammpunkt besitzt. Nur das am heißen Docht hochgesaugte Paraffin ist über den Flammpunkt erhitzt und brennt. Eine weitere Möglichkeit, Dieselöl zu entzünden, ist seine feine Vernebelung, wie sie in einem Ölbrenner erfolgt. Die kleinen Tröpfchen können direkt durch eine Fun- kenstrecke gezündet werden. Bei Gemischen brennbarer Gase mit Luft begrenzen die Explosionsgrenzen die Ent- zündbarkeit. Unterhalb der unteren Explosionsgrenze ist die Gaskonzentration für die Entzündbarkeit zu gering, oberhalb der oberen die Konzentration an Luftsauer- stoff. Je weiter die Explosionsgrenzen auseinander liegen (Wasserstoff, Acetylen), desto wahrscheinlicher ist die zufällige Bildung eines explosiven Gemisches (Abb. 147.2). Expl.gr. U Expl.gr O in Vol.-% in Vol.-% Aceton 2,5 13,0 Benzin 0,6 8,0 Dieselöl 0,6 6,5 Diethylether 1,7 36,0 Ethanol 3,4 15,0 Methan 5,0 15,0 Propan 2,1 9,5 Schwefelkohlenstoff 1,0 60,0 Wasserstoff 4,0 75,6 Acetylen (Ethin) 1,5 82,0 Kohlenstoffmonoxid 12,5 75,0 Ammoniak 15,0 28,0 Flüssigkeit Flamm- Zünd- *Gas punkt temperatur Aceton –19 °C 540 °C Diethylether –20 °C 170 °C Benzin (Auto) –45 °C >250 °C Benzin (rein) –11 °C 250 °C Biodiesel >150 °C Dieselöl >55 °C >220 °C Ethanol 13 °C 425 °C Methanol 11 °C 455 °C Motoröl 80 °C Petroleum 40 °C 300 °C Rapsöl 300 °C Schmieröl 125 °C 500 °C *Methan 595 °C *Propan 470 °C *Wasserstoff 560 °C Abb. 147.2: Explosionsgrenzen einiger Stoffe Abb. 147.1: Flammpunkte und Zündtemperaturen einiger Flüssigkeiten und Gase ■ 147.3: Flammpunkte verschiedener Stoffe Man gibt in je ein kleines Porzellanschälchen ein linsengroßes Stück weißen Phosphor, 1 mL Diethylether, 1 mL Benzin, 1 mL Brennspiritus und 1 mL Dieselöl. Dann berührt man die Oberfläche der brennbaren Stoffe mit einem an der Spitze erhitzten Glasstab. Weißer Phosphor beginnt sofort zu brennen, Diethylether nur, wenn der Glasstab sehr heiß ist. Die anderen verwendeten Stoffe lassen sich so nicht entzün- den. Wiederholt man den Versuch mit einem brennenden Holzspan, so lassen sich alle Stoffe außer Dieselöl entzünden. ■ 147.4: Überschreitung der oberen Explosionsgrenze von Erdgas In eine Glaskugel mit Ableitrohr (oberer Teil eines Kipp´schen Apparates, siehe Skizze) wird über einen Gummistoppel mit lose sitzendem Glasrohr Erdgas aus der Leitung zugeführt, bis die Luft verdrängt ist. Dann wird das Gas bei der oberen Öffnung ent- zündet. Nun dreht man die Gaszufuhr ab und entfernt das Glasrohr aus dem Stoppel. Jetzt strömt Luft nach. Nach einiger Zeit schlägt die Flamme in die Glaskugel mit dumpfem Knall zurück und der Stoppel wird herausgeschleudert. LeHReRVeRSUCHe ■ 147.1: Flammpunkt von Dieselöl Man erwärmt das Porzellanschäl- chen mit dem Dieselöl über dem Gasbren- ner (Dreibein, Drahtnetz) und hält einen brennenden Holzspan über das Dieselöl. So- bald der Flammpunkt überschritten ist, be- ginnt das Dieselöl zu brennen. ■ 147.2: Zündtemperatur von Dieselöl Man erhitzt in einem Porzellanschälchen mit 1 mL Dieselöl am Dreibein mit Draht- netz mit dem Gasbrenner sehr stark. Noch bevor das Dieselöl siedet, entzündet es sich. Seine Zündtemperatur liegt zwischen 200 und 300 °C, sein Siedepunkt liegt aber über 300 °C. Bei der Erdölverarbeitung muss da- her unter strengem Luftabschluss gearbei- tet werden. LeHReRVeRSUCHe Gas Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv