Willibald-Gluck-Gymnasium

„Kriechende Dämpfe und Feuerbälle“

Versuch 1: Kriechende Dämpfe

Prinzip des Versuches:
Kohlenwasserstoffdämpfe kriechen auf einer schiefen Ebene nach unten und werden entzündet.

Geräte Chemikalien
Feuerfeste Unterlage
30 cm lange Metall-Rinne
Stativ, Klammer, Muffe
Watte
Teelicht
Tropfpipette
Tiegelzange
600 ml Becherglas
Petrischale
n-Pentan (F) oder Petrolether Sdp. 80° – 110° (F)

Versuchsvorbereitung :
Die Metall-Rinne wird mit Stativ, Klammer und Muffe in einem 30° Winkel eingespannt und dann auf die feuerfeste Unterlage gestellt. Vor das untere Ende wird in einem 10 cm Abstand ein entzündetes Teelicht gestellt.

Versuchsdurchführung:
Schutzbrille! Evtl. Abzug bzw. Schutzscheibe und Lüftung! Ein Watteball wird, entfernt vom Teelicht, mit 3 – 5 ml flüssigem Kohlenwasserstoff aus einer Tropfpipette beträufelt. Mit der Tiegelzange wird der Wattebausch auf das obere Ende der Metall-Rinne gelegt.

Beobachtungen:
Nach wenigen Sekunden bildet sich am unteren Ende der Rinne eine Flammenfront, die blitzschnell nach oben springt und den Wattebausch entzündet. (Der brennende Wattebausch wird mit der Tiegelzange in ein bereit gestelltes Becherglas geworfen und dieses mit der Petrischale abgedeckt, wodurch die Flamme erstickt wird.)

Erklärung:
Der flüssige Kohlenwasserstoff verdunstet. Da die Dämpfe eine größere Dichte als Luft besitzen, fließen sie auf der Rinne nach unten und werden vom brennenden Teelicht entzündet. Die Flammenfront entzündet die nach fließenden Dämpfe und letztlich den Wattebausch.

Reaktionsgleichung mit n-Pentan:

C5H12 + 8 O2 ⟶ 5 CO2 + 6 H2O; ΔER < 0

Entsorgung:
Der benutzte Wattebausch wird im Abzug entzündet und verbrannt. Er darf keinesfalls in den Papierkorb geworfen werden.

Quellen (verändert ):
"Chemie? - Aber sicher! Experimente kennen und können!", Akademiebericht 475, S. 01_16, Akademie für Lehrerfortbildung und Personalführung, 2.Auflage, Dillingen 2012

Versuch 2: Feuerbälle

Prinzip des Versuches: Ein Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisch wird zur Explosion gebracht.

Geräte Chemikalien
Zündkerzenexplosionsrohr
(Hedinger-Lehrmittel Best-Nr. KEQ1)
0,2 ml Pipette
n-Pentan (F)

Versuchsdurchführung:
Schutzbrille! Apparatur vom Körper weg halten und mit der Öffnung auf eine freie Wand zielen! In den vorgegebenen Plexiglaszylinder werden mit einer 0,2 ml Pipette genau 0,12 ml n-Pentan auf den Boden getropft. Anschließend wird der Deckel aufgesetzt und der Zylinder mehrmals gewendet, um die Durchmischung zu gewährleisten. Dann wird der Piezozünder gedrückt.

Beobachtung:
Mit einem lauten Knall fliegt der Deckel meterweit gegen die Wand. Aus dem Zylinder bewegt sich ein blauer Feuerball.

Erklärung:
Der flüssige Kohlenwasserstoff verdampft und bildet mit der Luft im definierten Zylindervolumen ein explosionsfähiges Gemisch, das durch den Funken der Zündkerze gezündet wird. Die stark exotherme Reaktion beschleunigt die entstehenden Gasmoleküle schlagartig; die Druckwelle schleudert den Deckel weg.

Reaktionsgleichung: s.o.

Entsorgung: nicht nötig

Quelle:
Hedinger-Lehrmittel-Katalog 2012/13, August Hedinger GmbH& Co. KG, Heiligenwiesen 26, 70327 Stuttgart