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Verbrennung - Luft - Sauerstoff

Seite 14. Verbrennungserscheinungen 12. Verbrennung als chem. Vorgang

13. Feuergefährliche Stoffe - Brandschutz

Feuergefährliche Feststoffe.

Dieser Versuch sollte nur im Labor der Schule unter Beisein des Chemielehrers durchgeführt werden! Schutzbrille!
3 g Zinkpulver, 4 g Ammoniumnitrat und eine Spatelspitze Ammoniumchlorid werden vorschtig auf einem Filterpapier vermischt und dann auf einer Asbestplatte zu einem Kegel aufgehäuft. Nun gibt man mit einem Glasstab oder einer Tropfpipette einen Tropfen Wasser dazu. Nach Durchfeuchtung kommt es zur Selbstentzündung. Diese kann mit Verzögerung eintreten.

Die Feuergefährlichkeit eines Feststoffes hängt in erster Linie von seiner Entzündungstemperatur ab. Beispiel: Weißer Phosphor hat eine Entzündungstemperatur von 50°C. Da er sich in einer stark exothermen Reaktion mit Sauerstoff verbindet, erreicht weißer Phosphor an Luft diese Temperatur sehr schnell. Er ist deshalb ein »selbstentzündlicher Stoff« und muß stets unter Wasser aufbewahrt werden.

Entzündungstemperatur ist die Temperatur, die ein Stoff erreichen muß, damit er an Luft verbrennt.
Selbstentzündliche Stoffe können bei Zimmertemperatur von selbst verbrennen.
Flammpunkt: niedrigste Temperatur, bei der sich über einer bestimmten Flüssigkeit brennbare Dämpfe bilden.

Manche Metalle neigen in feiner Verteilung zur Selbstentzündung. Beispiel: Elementares Eisen in fein verteilter Form verbindet sich an Luft unter Feuererscheinung wieder zum »Oxid«; es wird deshalb »pyrophores Eisen« (= feuertragendes Eisen) genannt. Wie Versuch zeigt, entzünden sich manche Metalle bei Benetzung mit Wasser oder wenn sie mit sauerstoffabgebenden Chemikalien in Berührung kommen. Natrium oder Kalium müssen deshalb unter Paraffinöl - einer sauerstofffreien Flüssigkeit - aufbewahrt werden.

Feuergefährliche Flüssigkeiten.

Warnsymbole an einem Tankwagen
13.1 Warnsymbole an einem Tankwagen. Gefahrentafel (orangefarbene Warntafel) 58 | 2014 und Gefahrenzettel 8 (ätzend) und 5.2: Wasserstoffperoxid

Brennbare Flüssigkeiten wird man grundsätzlich als feuergefährliche, entzündliche Stoffe betrachten. Die Feuergefährlichkeit einer Flüssigkeit wird aber zusätzlich im Gemisch mit Luft von ihrem Flammpunkt bestimmt. Der Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der sich über der Flüssigkeit brennbare Dämpfe bilden. Er ist ein wichtiges Maß für die Feuergefährlichkeit brennbarer Flüssigkeiten, die je nach Flammpunkt in verschiedene Gefahrstoffklassen eingeteilt werden. Wie aus Tabelle 11 hervorgeht, liegen die Flammpunkte vieler Lösungsmittel und Treibstoffe sehr niedrig. Sie dürfen deshalb nie bei offener Flamme (Rauchverbot an Tankstellen!) umgeleert werden.

Tabelle 11: Flammpunkt von Flüssigkeiten (in °C)
Benzol - 11 Ethanol + 8
Leichtbenzin - 20 Diäthyläther - 40
Gasöl 50 - 100 Aceton -19
Explosionsbereich: Obere und untere Grenzkonzentration von brennbaren Gasen (Dämpfen) in Mischung mit Luft.

Alle Dämpfe von brennbaren Flüssigkeiten sind in bestimmten Mischungsverhältnissen mit Luft explosiv (Versuch ). Dieser Explosionsbereich kann sehr ausgedehnt sein (Tabelle 12).

Brennbare Gase.

Dieser Versuch sollte nur im Labor der Schule unter Beisein des Chemielehrers durchgeführt werden! Mit Gas aus der Gasleitung wird die Knallgasprobe mit verschiedenen Mischungsverhältnissen (verschieden langes Einleiten des Gases) vorgeführt. Schutzscheibe

Es trifft auch zu, dass brennbare Gase mit Luft innerhalb eines bestimmten Explosionsbereichs explosive Gemische bilden können (vgl. Abb. 13.2). Die Prüfung, ob ein Gas sich nicht mehr innerhalb des Explosionsbereichs befindet, wird mit der Knallgasprobe vorgenommen.

Brandverhütung und Explosionsschutz.

Tabelle 12: Explosionsbereich von Gasen und Dämpfen bei 20 °C ( Vol% in Luft)
Gase Bereich Dämpfe Bereich
Methan 5 - 15 Ethanol 4 - 57
Ethen 2,7 - 34 Äther 1,2 - 51
Ethin 3,5 - 82 Benzin 0,6 - 11
Wasserstoff 4 - 75 Benzol 1,5 - 11,5
Kohlenmonoxid 12,5 - 75 Petroleum 1,4 - 7,9

Feuergefährliche Stoffe müssen kühl gelagert werden, damit sie nicht ihre Entzündungstemperatur erreichen. Stoffe, die sich ohne äußere Erwärmung so schnell mit dem Sauerstoff der Luft verbinden, dass sie sich selbst entzünden, müssen unter Luftabschluß aufbewahrt werden.

 

Dieser Versuch sollte nur im Labor der Schule unter Beisein des Chemielehrers durchgeführt werden! 5 Tropfen Methanol werden nach Abb. 13.2 in die beiderseits offene Hülse gegeben und durch oftmaliges Wenden und Kippen gleichmäßig mit Luft durch mischt. Der Gummistopfen mit »Elektroden« wird sehr fest aufgesetzt, die Verschlußklappe bis zur 1. oder 2. Rille festgedrückt. Das gerät wird hinter der Schutzscheibe so in einem Stativ gehaltert, dass die Verschlußkappe seitwärts schräg nach oben gerichtet ist. Zündung mit einem »Zündfunkengeber«

Holz und Textilgewebe können durch einen Schutzanstrich oder Imprägnieren mit feuerhemmenden Mitteln feuerfest gemacht werden. Beispiel: Wasserglas oder Borax können die Vergasung und damit die Entflammung von Holz und anderem leicht brennbaren Material hemmen (Versuch ).

Ein Gemisch aus brennbarem Gas oder Dampf und Luft darf niemals erhitzt werden. Der Explosionsbereich derartiger Gasgemische ist meist sehr breit. Gasleitungen müssen also absolut luftdicht sein. Das »Rückschlagen« einer Gasflamme in die Gasleitung wird dadurch verhindert, dass man unmittelbar vor der Gasausströmöffnung eine Rückschlagsicherung einbringt.

Unten: Gefahrensymbole

Gefahrensymbole und Gefahrenbezeichnungen
13.3 Gefahrensymbole und Gefahrenbezeichnungen. Zur Kennzeichnung von feuergefährlichen oder explosiven Stoffen in Behältern oder Transportfahrzeugen werden Warnsymbole verwendet.
Versuchsanordnung zur Explosion von Dämpfen
13.2 Versuchsanordnung zur Explosion von Dämpfen brennbarer Flüssigkeiten im Gemisch mit Luft
Ein Holzspan wird mit Wasserglaslösung getränkt und anschließend auf dem Asbestnetz über der Gasflamme getrocknet. Nun wird die Brennbarkeit geprüft.
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