Feuergefährliche Stoffe - Brandschutz

Feuergefährliche Feststoffe

Wie feuergefährlich ein Feststoff ist, hängt in erster Linie von der Temperatur ab, bei der er sich entzündet (Entzündungstemperatur). Beispielsweise entzündet sich Weißer Phosphor bei einer Temperatur von 50°C. An Luft kann Weißer Phoshor diese Temperatur sehr schnell erreichen, da er sich in einer stark exothermen, chemischen Reaktion mit Sauerstoff verbindet. Weißer Phosphor ist also ein »selbstentzündlicher Stoff« und muß unbedingt unter Wasser gelagert werden.

Vermische auf einem Filterpapier 3 g Zinkpulver, 4 g Ammoniumnitrat und eine kleine Menge Ammoniumchlorid. Häufe nun die Mischung auf einer feuerfesten Unterlage zu einem Kegel auf und gib einen Tropfen Wasser dazu (Pipette). Sobald die Mischung durchfeuchtet ist, entzündet sie sich selbst. Die Reaktion kann mit Verzögerung ablaufen. Mit Schutzbrille arbeiten !

Selbstentzündliche Stoffe können bei Zimmertemperatur von selbst verbrennen

Flammpunkt: niedrigste Temperatur, bei der sich über einer bestimmten Flüssigkeit brennbare Dämpfe bilden

Entzündungstemperatur ist die Temperatur, die ein Stoff erreichen muß, damit er an Luft verbrennt

Auch einige Metalle können sich in feiner Pulverform selbst entzünden. Beispielsweise verbindet sich elementares Eisen in feiner Verteilung an der Luft wieder zum »Oxid«, dabei tritt eine Feuererscheinung auf, weshalb man es als »pyrophores Eisen« bezeichnet. Manche Metalle entzünden sich beim Kontakt mit Wasser (Versuch 1) oder wenn sie mit Chemikalien in Berührung kommen, die Sauerstoff abgeben. Natrium oder Kalium müssen deshalb unter sauerstofffreien Flüssigkeiten gelagert werden.

Bild 1. Warnsymbole an einem Tankwagen.
Foto Meppen

Feuergefährliche Flüssigkeiten

Brennbare Flüssigkeiten werden grundsätzlich als feuergefährliche, entzündliche Stoffe eingestuft. Die Feuergefährlichkeit einer Flüssigkeit wird aber zusätzlich im Gemisch mit Luft von ihrem Flammpunkt bestimmt. Vereinfacht ausgedrückt ist der Flammpunkt eines Stoffes die niedrigste Temperatur, bei der sich über einem Stoff genug brennbare Gase bilden, damit eine Oxidation (Verbrennung) stattfinden kann. Die Feuergefährlichkeit von brennbaren Flüssigkeiten wird je nach Höhe des Flammpunktes in verschiedene Gefahrstoffklassen eingeteilt. Tabelle 1 zeigt, dass der Flammpunkt etlicher Treibstoffe und Lösungsmittel sehr niedrig liegt, weshalb sie nie bei offener Flamme umgefüllt werden dürfen.

Tabelle 1: Flammpunkt von Flüssigkeiten (in °C)

Benzol	- 11
Leichtbenzin	- 20
Gasöl	50 - 100

Ethanol	+ 8
Diethylether	- 40
Aceton	-19

Explosionsbereich: Obere und untere Grenzkonzentration von brennbaren Gasen (Dämpfen) in Mischung mit Luft

Brennbare Gase

In einem bestimmten Mischungsverhältnis mit Luft sind alle Dämpfe von brennbaren Flüssigkeiten explosiv (Versuch 3). Dieser Explosionsbereich kann sehr ausgedehnt sein (Tabelle 2). Auch brennbare Gase können mit Luft innerhalb eines bestimmten Explosionsbereichs explosive Gemische bilden (Abb. 13.2). Mit der Knallgasprobe kann man überprüfen, ob sich ein Gas nicht mehr innerhalb des Exposionsbereichs befindet.

Tabelle 2: Explosionsbereich von Gasen und Dämpfen bei 20 °C ( Vol% in Luft)

Gase	Bereich
Methan	5 - 15
Ethen	2,7 - 34
Ethin	3,5 - 82
Wasserstoff	4 - 75
Kohlenmonoxid	12,5 - 75

Dämpfe	Bereich
Ethanol	4 - 57
Äther	1,2 - 51
Benzin	0,6 - 11
Benzol	1,5 - 11,5
Petroleum	1,4 - 7,9

Brandverhütung und Explosionsschutz

Damit feuergefährliche Stoffe unterhalb ihrer Entzündungstemperatur bleiben, müssen sie kühl aufbewahrt werden. Unter Luftabschluß müssen Stoffe gelagert werden, die sich ohne Wärmezuführ so schnell mit dem Sauerstoff der Luft verbinden, dass sie sich selbst entzünden.

Mit Gas aus der Gasleitung wird die Knallgasprobe mit verschiedenen Mischungsverhältnissen (verschieden langes Einleiten des Gases) vorgeführt. Schutzscheibe

Tauche einen Holzspan in Wasserglaslösung und trockne ihn dann auf einem Asbestnetz über einer Gasflamme. Prüfe dann die Brennbarkeit.

Versuchsanordnung zur Explosion von Dämpfen — 5 Tropfen Methanol werden nach Bild 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«

Niemals erwärmt werden dürfen Gemische aus brennbaren Gasen oder Dämpfen mit Luft, da der Exposionsbereich solcher Gasgemische sehr oft sehr breit ist. 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.

Gefahrensymbole und Gefahrenbezeichnungen. Ein **Gefahrensymbol** ist ein Piktogramm, das zusammen mit einer bestimmten **Gefahrenbezeichnung** einen ersten, leicht erkennbaren Hinweis auf die Gefahren gibt, die von einem Gefahrstoff ausgehen (siehe auch: Gefahrstoffkennzeichnung).

GHS Gefahrensymbole, erklärt von Matthias Pieper

Übersicht: EU-Gefahrensymbole, UN/GHS-Gefahrenpiktogramme, UN/ADR-Gefahrensymbole

Siehe auch Gefahrenklasse – ausführlich

EU-Kennzeichnung (Richtlinie 67/548/EWG)			GHS-Kennzeichnung / CLP-Verordnung					UN Rec.Tr. / ADR^(G)
Gefahrensymbol	Gefahrenbezeichnung	Kennbuchstabe	Piktogramm	Beschreibung	Kodierung	Signalwort^[6]	Gefahrenklasse^(G)	Gefahrgutklasse^(G)
	Explosionsgefährlich	E		Explodierende Bombe	GHS01	Gefahr⁽¹⁾⁽²⁾	Instabile explosive Stoffe, Gemische und Erzeugnisse mit Explosivstoff(en), selbstzersetzliche Stoffe und Gemische, Organische Peroxide⁽¹⁾⁽³⁾	Klasse 1 Klasse 5.2
	Hochentzündlich	F+		Flamme	GHS02	Gefahr / Achtung ⁽¹⁾⁽²⁾	Entzündbar, selbsterhitzungsfähig, selbstzersetzlich, pyrophor, wasserreaktiv, Organische Peroxide⁽¹⁾⁽³⁾	Klasse 2.1 Klasse 3 Klasse 4.1 Klasse 4.2 Klasse 4.3 Klasse 5.2
	Leicht- entzündlich	F
	Entzündlich
	Brandfördernd	O		Flamme über einem Kreis⁽¹⁾⁽³⁾	GHS03	Gefahr⁽¹⁾⁽²⁾	Entzündend (oxidierend) wirkend	Klasse 5.1
keine Entsprechung				Gasflasche	GHS04	Achtung	Gase unter Druck, verdichtete, verflüssigte, tiefgekühlt verfl., gelöste Gase	Klasse 2.2
	ätzend⁽⁵⁾	C		Ätzwirkung	GHS05	Gefahr / Achtung⁽⁵⁾	Auf Metalle korrosiv wirkend, hautätzend, schwere Augenschädigung⁽⁵⁾	Klasse 8
	Sehr giftig⁽⁷⁾	T+		Totenkopf mit gekreuzten Knochen	GHS06	Gefahr	Akute Toxizität⁽⁷⁾	Klasse 6.1 Klasse 2.3
	Giftig⁽⁷⁾	T		Totenkopf mit gekreuzten Knochen	GHS06	Gefahr	Akute Toxizität⁽⁷⁾	Klasse 6.1 Klasse 2.3
	Reizend⁽⁵⁾	Xi		dickes Ausrufe- zeichensymbol⁽⁸⁾	GHS07	⁽⁸⁾⁽⁴⁾⁽⁵⁾	⁽⁸⁾	keine direkte Entsprechung
	Gesundheitsschädlich⁽⁴⁾	Xn		Gesundheitsgefahr	GHS08	Gefahr / Achtung	div. Gesundheitsgefahren	keine direkte Entsprechung
	Umweltgefährlich	N		Umwelt⁽¹⁾⁽⁹⁾	GHS09	Achtung / Gefahr⁽¹⁾⁽⁹⁾	Gewässergefährdend⁽⁹⁾	Kennzeichen für umweltgefährdende Stoffe
keine direkte Entsprechung								Klasse 6.2 Klasse 7 Hot

Quelle: UNECE^[7], Leitfaden zur Anwendung der GHS-Verordnung Umweltbundesamt 2007^[8], ADR

^(G) Die Gefahrenklassen (Piktogramm) und zusätzlichen Gefahrenkategorien entsprechen ausdrücklich weitestgehend den Gefahrgutklassen 1–9 der UN Recommodations und ADR (wie auch RID, IMDG, DGR, ADN, u. a.) – es ist ein wesentliches Ziel des GHS, die bisher getrennten Gefahrstoff- und transportspezifische Gefahrgutkennzeichnungen auf einheitlicher Rechtsgrundlage zu harmonisieren. In Einzelfällen können sich Abweichungen in Einstufung nach UN-GHS und UN-Rec.Transp./IMO/ICAO-IATA/EU-GG ergeben. Auch Systeme wie US NFPA 704^[9] und CA WHMIS^[10] werden angeglichen bzw. ersetzt.

⁽¹⁾ teilweise Gefahrenkategorien ohne Piktogramm und/oder ohne Signalwort

⁽²⁾ Signalwort Achtung für mindere Gefahrenkategorien

⁽³⁾ „Flamme“ entfällt im Allgemeinen bei Explosionsgefahr^[11], aber auch zwei Piktogramme für Kategorien besonderer Gefahren (organische Peroxide Typ B, selbstzersetzliche Stoffe und Gemische Typ B)

⁽⁴⁾ die als gesundheitsschädlich (früher als mindergiftig) eingestuften Gefahrenkategorien nur mit dickem Ausrufezeichensymbol

⁽⁵⁾ ätzend/reizend für Haut und Augen und auf Metalle korrosiv wirkend werden konsequent unterschiedlich gekennzeichnet: ersteres mit Doppelkennzeichnung als „Ätzwirkung“ und „dickes Ausrufezeichensymbol“, Signalwort Gefahr, letzteres nur dieses Piktogramm mit dem Signalwort Achtung

⁽⁷⁾ die Kennzeichnung der Unterscheidung sehr giftig/giftig bzw. tödlich (akute Toxizität Kategorie 1/2)/giftig (Kategorie 3) wurde prinzipiell aufgegeben

⁽⁸⁾ Das „dicke Ausrufezeichensymbol“ dient der alleinigen oder zusätzlichen Kennzeichnung diverser Kategorien, entfällt auch unter Umständen^[11], Signalwort je nach Zusammenhang

⁽⁹⁾ Gewässergefährdend mit Signalwort Achtung, Schädigung der Ozonschicht ohne Piktogramm und mit Signalwort Gefahr