Stoffe, Schulbuch

1 Kapitelname 3 Chemische R aktionen b stimmen unser Leben 34 3.5 Wie Brände entstehen und wie man sie bekämpfen kann Abb. 34.1: Reaktionsschema einer exothermen Reaktion mit „Starthilfe-Energie“ Abb. 34.3: Funktionsweise einer Kerze Abb. 34.2: Zündtemperaturen verschiedener Stoffe Exotherme Reaktionen verlaufen zwar freiwillig, zu ihrem Start muss man aber zuerst einmal Energie zuführen. Meist wird diese „Starthilfe“ als Wärmeenergie zugeführt. Das Erwärmen kann beendet werden, wenn die Reaktion in Gang gekommen ist. Bei Verbrennungsreaktionen nennt man die Temperatur, bei der die Verbrennung an Luft ohne weitere Energiezufuhr von selbst beginnt, Zündtemperatur. Beim Anzünden muss man daher eine Stelle bis zur Zündtemperatur erwärmen. Die freiwerdende Verbrennungswärme erwärmt dann den Rest von selbst stark genug. Brennbare Stoffe haben sehr verschiedene Zündtemperaturen (siehe Abb. 34.2). Die der Treibstoffe liegen glücklicherweise meist bei mehreren Hundert °C, sodass eine glimmende Zigarette im Allgemeinen nicht zur Zündung führt (wohl aber das Anzünden der Zigarette mit dem Feuer- zeug, daher Rauchverbot an Tankstellen). Damit die Verbrennung abläuft, benötigen wir also drei Bedingungen: 1. einen brennbaren Stoff 2. Luft (oder Sauerstoff) 3. mindestens die Zündtemperatur Brandbekämpfung heißt: Man muss mindestens eine der drei obigen Bedingungen unterbinden. Meist geht man gegen alle drei zugleich vor. 1. Brennbare Stoffe entfernen. 2. Löschen, dh. Luft (Sauerstoff) durch Löschmittel ausschließen sowie 3. Brandherd durch Löschmittel unter die Zündtemperatur abkühlen. Löschmittel : Beim Löschen muss man das Löschmittel an den brennen- den Stoff anpassen. So kann man zB brennendes Holz oder Papier mit Wasser löschen, brennendes Benzin (Versuch 35.1) oder brennendes Fett aber nicht. Sie mischen sich nicht mit Wasser und durch dieses wird nur der Brandherd verschleppt. Besonders gefährlich ist das Löschen von brennendem Fett mit Wasser. Das Wasser verdampft im heißen Fett sofort und versprüht dieses in feinen Tröpfchen in der Luft. Die Tröpfchen verbrennen dann rasch als riesengroße Feuerfontäne. Brennendes Frit- tieröl kann man daher nur durch Zudecken oder mit einem entsprechen- den Feuerlöscher löschen. Feuerlöscher : (Siehe Abb. 5.1) Es gibt sie für verschiedene Einsatzgebiete. Der CO 2 -Löscher enthält unter Druck verflüssigtes Kohlenstoffdioxid, das beim Austreten aus der Druckflasche fest wird. Es hat dann eine Tempe- ratur von –78 °C. Das unbrennbare Kohlenstoffdioxid verdampft im Brand- herd, kühlt diesen ab und verdrängt zugleich die Luft. Die Wirksamkeit des Löschers zeigt Versuch 35.3. Schaumlöscher enthalten ebenfalls Kohlenstoffdioxid, aber auch eine Lösung einer sehr stark schäumenden Substanz. Im Einsatz versprüht der Löscher kohlenstoffdioxidhaltigen Schaum, der den Brandherd bedeckt und so den Luftzutritt verhindert. Brennbarkeit von Flüssigkeiten und Gasen Flüssigkeiten : Sie lassen sich nicht direkt entzünden. Nähern wir ihnen eine Flamme, so beginnt nicht die Flüssigkeit selbst zu brennen, sondern das Dampf-Luft-Gemisch, das sich über der Flüssigkeit gebildet hat. Flüs- sige Brennstoffe mit sehr hohem Siedepunkt beginnen nicht zu brennen, Energie Reaktionsverlauf Brennstoffe und Sauerstoff Verbrennungs- produkte Freiwerdende Energie (Wärme) “ Starthilfe” Energie, die man zuführen muss, um den Zündpunkt zu erreichen Paraffin schmilzt. Flüssiges Paraffin steigt im Docht hoch. Paraffin verdampft. Paraffindampf verbrennt. – ungenügend Sauerstoff. Paraffindampf verbrennt. – ausreichend Sauerstoff. 5 4 3 2 1 Zündtemperaturen: Phosphor (weiß) 60° C Zeitungspapier 175° C Dieselöl 255° C Fichtenholz 280° C Zucker 410° C Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv