Verbrennung - Luft - Sauerstoff

12. Verbrennung als chemischer Vorgang

Beobachten und Folgern

Wir beobachten die Verbrennung einiger Stoffe und halten in einer Tabelle die hervorstechenden Beobachtungen fest.

Erdgas (Gasflamme) und Petroleum werden verbrannt und über die Flammen kurz ein Becherglas gehalten. Beobachtungen?

Achtung! Augen schützen! Nicht in die Flamme Schauen! Ein Streifen Magnesiumband wird in die Brennerflamme gehalten und beobachtet.

Beim Verbrennen entstehen aus dem Brennstoff Produkte mit neuen Eigenschaften. Der Vorgang ist außerdem von einer unterschiedlichen Wärmeentwicklung begleitet. Damit steht fest: Der Verbrennungsvorgang ist ein chemischer Vorgang, der exotherm verläuft. Die freiwerdende Wärme wird Verbrennungswärme genannt. Sie weist bei einzelnen Stoffen recht unterschiedliche Beträge auf.

Um eine Verbrennung schnell in Gang zu bringen, mußte erst erhitzt werden, d. h. es wurde die für die chemische Reaktion benötigte Aktivierungsenergie geliefert. Die Temperatur, die ein Stoff durch Wärmezufuhr erreichen muß, damit der Verbrennungsvorgang an Luft einsetzt, wird Entzündungstemperatur genannt.

12.2 Stahlwolle wird gewogen, dann geglüht und wieder gewogen. Vgl. Kapitelstartseite

Eine auf einer Korkscheibe schwimmende Kerze wird angezündet und eine Gasmeßglocke darübergestülpt (Abb. 12.2). Beobachte, was mit der brennenden Kerze geschieht. Führe am Ende des Versuchs einen brennenden Span schnell in den verbliebenen Luftraum ein.

Auf eine Balkenwaage hängen wir ein Büschel feiner Stahlwolle und stellen die Gleichgewichtslage ein. Dann zünden wir die Stahlwolle mit einem Streichholz an.

12.2 Eine Kerze brennt in einem abgeschlossenen Luftvolumen.

Verbrennung in einem abgeschlossenen Luftvolumen.

Der oder die am Verbrennungsvorgang beteiligten Stoffe müssen nach unseren Beobachtungen aus der Luft stammen. Deshalb bauen wir eine Versuchsordnung auf, in der wir die Volumenänderung der Luft während eines Verbrennungsablaufs kontrollieren können (Versuch ). Es ist festzustellen, dass beim Verbrennen nur ein Teil der Luft verbraucht wird. Der in der Gasmeßglocke verbliebene Luftrest erstickt die Flamme; er wurde aufgrund ähnlicher Beobachtungen Stickstoff genannt. Der Teil der Luft, der die Verbrennung unterhält, ist das Element Sauerstoff.

Die Gase Stickstoff und Sauerstoff bestehen aus zweiatomigen Molekülen. Wir formulieren also N₂ (Stickstoff) und O₂ (Sauerstoff). Die tief gestellte Ziffer bedeutet, dass sich zwei Atome zu einem Molekül verbunden haben. Sauerstoff und Stickstoff kommen molekular vor.

Die Verbrennung ist eine Oxidation.

12.1 Die Verbrennung - eine exotherm verlaufende chemische Reaktion

Die Verbrennung ist ein Exothermer chemischer Vorgang.

Die bei der Verbrennung abgegebene Verbrennungswärme ist für einen Stoff typisch

Wenn Benzin oder Erdgas verbrennen, entstehen gasförmige Reaktionsprodukte. Beim Verbrennen von Eisen tritt eine Massenzunahme ein (Abb. 12.3). Eisen ist ein Element. Wenn es also beim Verbrennen schwerer wird und nach unseren Beobachtungen dabei Sauerstoff verbraucht wird, kann es sich nur mit dem Sauerstoff verbunden haben. Die bei der Vereinigung eines Elements mit Sauerstoff entstehenden Verbindungen werden Oxide genannt (vgl. Tab. 5, Kapitel 10). Der Vorgang selbst ist eine Oxidation. Wir können nun die Wort- und Formelgleichungen für die Verbrennung von Elementen aufstellen.

Stelle die Bildungsgleichungen für die folgenden Oxide aus den Elementen auf:
CO₂, HgO, Ag₂O, Fe₂O₃, CaO.

2Cu + O2 Kupfer + Sauerstoff		2CuO Kupferoxid
2Mg + O2 Magnesium + Sauerstoff		2MgO Magnesiumoxid
2Zn + O2 Zink + Sauerstoff		2ZnO Zinkoxid
4Al + 3O2 Aluminium + Sauerstoff		2Al2O3 Aluminiumoxid
S + O2 Schwefel + Sauerstoff		SO2 Schwefeldioxid

Bei der Verbrennung wird Sauerstoff (der Luft) verbraucht

Die Vereinigung eines Stoffes mit Sauerstoff ist eine Oxidation

Bei der Verbrennung eines Ele-ments tritt Massenzunahme ein.

• Lexikon Inhaltsverzeichnis
• Lehre von den Stoffen
  • 1. Der Mensch und die Chemie
  • 2. Der Stoffbegriff in der Chemie
  • 3. Experimente zur Stoffbeschreibung
• Modellvorstellungen
  • 4. Zustandsformen der Materie
  • 5. Diffusionsvorgänge
  • 6. Atome und Moleküle
  • 7. Chemische Reaktionen
  • 8. Reaktionen und Teilchenmodell
  • 9. Kennzeichen der chemischen Reaktion
  • 10. Chem. Symbole und Formeln
  • 11. Die chemische Gleichung
• Verbrennung - Luft - Sauerstoff
  • 12. Verbrennung als chem. Vorgang
  • 13. Feuergefährliche Stoffe - Brandschutz
  • 14. Verbrennungserscheinungen
  • 15. Die Zusammensetzung der Luft
  • 16. Luftverunreinigung
  • 17. Das Element Sauerstoff
• Wasser - Wasserstoff - Redoxvorgang
  • 18. Das Wasser als Lösungsmittel
  • 19. Wasserverschmutzung
  • 20. Zusammensetzung des Wassers
  • 21. Das Element Wasserstoff
  • 22. Wasserstoff als Reduktionsmittel
• Atombau und Periodensystem
  • 23. Energie und Stabilität
  • 24. Der Bau der Atome
  • 25. Atomhülle und Periodensystem
  • 26. Bedeutung des Periodensystems
• Grundlagen der Bindungslehre
  • 27. Von den Atomen zu Molekülen - Atombindung
  • 28. Vertiefung der Atombindung
  • 29. Die Molekülgestalt
  • 30. Die Ionenbindung
  • 31. Ionenverbindungen - Salze
  • 32. Schmelzen und Lösungen von Salzen
  • 33. Das Lösen von Salzen
  • 34. Die Ionenwanderung
  • 35. Die Elektrolyse
• Halogene - Alkalimetalle - Redoxreaktionen
  • 36. Das Kochsalz
  • 37. Das Element Chlor
  • 38. Redoxvorgänge als Elektronenübergänge
  • 39. Die VII. Hauptgruppe des PSE
  • 40. Die I. Hauptgruppe des PSE
• Säure - Base - Reaktionen
  • 41. Chlorwasserstoff - eine Säure
  • 42. Säuren - Protonenspender
  • 43. Säuren und Metalle
  • 44. Ammoniak - eine Base
  • 45. Hydroxide - Laugen
  • 46. Die Neutralisation
  • 47. Die verdünnte Schwefelsäure
  • 48. Die konzentrierte Schwefelsäure
• Chemie und Technik
  • 49. Gewinnung der Schwefelsäure
  • 50. Umweltschutz beim Kontaktverfahren
  • 51. Haber-Bosch-Verfahren
  • 52. Grundlagen der Mineraldüngung
  • 53. Oxide des Kohlenstoffs
  • 54. Kohlensäure und ihre Salze
  • 55. Kalkgehalt des Wassers
  • 56. Metalle
  • 57. Eisen
  • 58. Stahl
  • 59. Das Leichtmetall Aluminium
• Lernzielkontrolle (anorgan.)
• Sachverzeichnis (anorgan.)