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2. Voraussetzungen für Verbrennungen

Um ein Feuer zu bekommen, sind folgende Faktoren ausschlaggebend:

  • Es muss ein Brennstoff vorhanden sein.
  • Die Entzündungstemperatur des Brennstoffs muss erreicht werden.
  • Der Brennstoff muss entsprechend zerkleinert sein.
  • Es muss hinreichend Luft zugeführt werden.

Dreieck_02

Das Verbrennungsdreieck soll die zusammenhängenden Faktoren für das Entstehen bzw. Löschen eines Feuers verdeutlichen.

2.1 Brennstoff

Für ein Feuer benötigen wir zuerst einen brennbaren Stoff. Dies sind gewöhnlich Stoffe mit hohem Kohlenstoffanteil wie beispielsweise Holz, Papier, Kohle, Heizöl, Erdgas usw.

Um einen Stoff zum Brennen zu bringen, muss außer Sauerstoff noch eine bestimmte Entzündungstemperatur erreicht werden. Brennbare Stoffe müssen also erhitzt werden, damit sie Dämpfe bilden. Erst diese entzünden sich, wenn die jeweilige Entzündungstemperatur erreicht ist. Dies gilt für feste und flüssige Stoffe.

Holzspäne lassen sich leichter anzünden als ein dickes Holzscheit, Eisenpulver leichter als ein Eisennagel. Der Zerteilungsgrad des Brennstoffes spielt demnach eine gewichtige Rolle. Dadurch wird die Entzündungstemperatur schneller erreicht.

Das Brennmaterial darf also nicht zu groß oder zu dicht gepackt sein. Je kleiner der Stoff ist, desto schneller kann die Verbrennungsreaktion ablaufen. Denn durch eine Stoffzerkleinerung vergrößert sich die wirksame Oberfläche, an der die Oxidation stattfinden kann. Fein zerteilte Brennstoffe sind sehr feuergefährlich. Im Extremfall können so Explosionen entstehen.

Zerteilungsgrad

Neben solcher Stoffzerkleinerung bzw. Oberflächenvergrößerung kann auch ein Katalysator die Verbrennungsreaktion beschleunigen. Katalysatoren beseitigen oder vermindern den Aktivierungsberg exothermer Reaktionen erheblich. So können Verbrennungen auch bei niedrigeren Entzündungstemperaturen ablaufen.

 

 

2.2 Entzündungstemperatur

Unter Entzündungstemperatur verstehen wir die Temperatur, die ein Stoff erreichen muss, damit er sich an der Luft selbst entzündet.

Entzündungstemperaturen spielen auch beim Entfachen eines Lagerfeuers eine Rolle: Ein Streichholz zündet Papier an. Die daraus entstehende Temperatur reicht aus, um die Entzündungstemperatur von Holzspänen zu erreichen. Durch diese Temperatur kann sich allmählich auch dickeres Holz entzünden. Beim Verbrennen von Holz entsteht schließlich so viel Hitze, dass auch Kohle ihre Entzündungstemperatur erreicht.

sachinfo_06

2.3 Die Rolle der Luft bei der Verbrennung

Luft ermöglicht eine Verbrennungsreaktion. Es gibt viele Versuche, um zu prüfen, ob die gesamte Luft bei der Verbrennung reagiert. Man stellt dabei fest, dass nur ein Bestandteil der Luft an Verbrennungsreaktionen beteiligt ist. Dieser Luftbestandteil heißt Sauerstoff. Genauer gesagt muss also der Luftsauerstoffanteil mit dem brennbaren Stoff in Berührung kommen. (Hat sich der Sauerstoff der bei der Verbrennungsreaktion beteiligten Luft von 21% auf ca. 16% reduziert, genügt der Sauerstoffanteil nicht mehr, um die Verbrennung aufrecht zu erhalten. Das Feuer erlischt.)

Luft ist ein Gasgemisch. Neben den Hauptbestandteilen Sauerstoff und Stickstoff enthält reine Luft Kohlendioxid und Edelgase.

LuftFarbe

Sauerstoff (O2)
Etwa 21% Sauerstoff finden sich in reiner Luft. Er wird von Menschen und Tieren zum Atmen gebraucht. Grüne Pflanzen stellen bei der Photosynthese unter anderem Sauerstoff her. Sauerstoff ist ein farb- und geruchloses Gas. Es ist nicht brennbar, aber notwendig für die Verbrennung.

Stickstoff (N2)
Dieses farb- und geruchlose Gas ist der Hauptbestandteil der Luft (ca. 78%). Stickstoff ist nicht brennbar und unterhält eine Verbrennung auch nicht.

Kohlendioxid (CO2)
Kohlendioxid ist für Pflanzen lebensnotwendig. Das Gas ist deutlich schwerer als Luft. Am Erlöschen einer Flamme kann man dieses geruchlose und unsichtbare Gas erkennen. Eine übermäßige Kohlendioxidkonzentration ist für Mensch und Tier gefährlich und kann zum Tod führen. In Zeiten globaler Erwärmung hat CO2 auch als Treibhausgas traurige Berühmtheit erlangt.

Edelgase
Sie sind nur in geringen Mengen in reiner Luft enthalten. Auch sie sind farb- und geruchlos. Edelgase reagieren normalerweise nicht mit anderen Stoffen, sie sind reaktionsträge und nicht brennbar.

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