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01 Feuer
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Wie funktioniert ein Feuerlöscher?

Fragen vorweg:             

1. Wie funktioniert ein Streichholz?

2. Wie funktioniert eine Kerze?

3. Was ist Feuer?

4. Was passiert, wenn man Stahlwolle auf eine Waage legt und anzündet?

(Nur) gasförmiges Wachs brennt. Hier wird eine im Becher bis zur Verdamfung erhitzte Kerze in einer Sekunde verbrannt.

Diese 4 Fragen wurden innerhalb von 24 Stunden nach dem Unterricht von 6 Schülern hinreichend beantwortet. Hier sind die Beiträge der Schüler.  

Hier kommt das, was der Lehrer zu den Fragen recherchiert hatte - als Download und direkt zum Lesen:

1. Wie funktioniert ein Streichholz?

Antwort von Robert http://www.wer-weiss-was.de/theme51/article289974.html

Reibfläche : Glaspulver und roter Phosphor
Streichholzkopf : Leim, Schwefelverbindung, Kaliumchlorat

Kaliumchlorat und roter Phosphor = Sprengstoff

Streichholzkopf an Reibfläche erzeugt durch Reibung Hitze.

Kaliumchlorat und roter Phosphor entzünden den Schwefel und der verbrennt mit dem Sauerstofflieferant Kaliumchlorat.

Streichholz brennt.

So funktioniert das bei Sicherheitszündhölzern. Sicherheit durch Trennung von Kaliumchlorat (im Streichholzkopf) und dem Phosphor (an der Reibfläche).

Früher waren das Kaliumchlorat und der weiße Phosphor (nicht roter) zusammen im Streichholzkopf. War aber zu gefährlich, außer für Cowboys.

(Chemische Gleichung unklar, vielleicht 4 KClO3 + 3  P --->   2 K2PO4 + 2 Cl2 + 2  O2 )

..........................

Ausführliche Antwort in http://de.wikipedia.org/wiki/Streichholz

.........................

Kurzfassung für die Klassenarbeit:

Streichholzkopf an Reibfläche erzeugt durch Reibung Hitze.

Kaliumchlorat und roter Phosphor entzünden den Schwefel, und der verbrennt mit dem Sauerstofflieferant Kaliumchlorat.

Chemische Gleichung der feuerliefernden Reaktion:

\mathrm{2\,KClO_3 + 3\,S \rightarrow 2\,KCl + 3\,SO_2}     

An jeder Reibfläche selbstentzündende Streichhölzer: Da befinden sich Kaliumchlorat und Phosphor zusammen im Streichholzkopf.

 

2. Wie funktioniert eine Kerze?

Wikipedia lässt da keinen Wunsch offen: http://de.wikipedia.org/wiki/Kerze 

Dass in einer Raumstation, also außerhalb der Schwerkraft, aber in Luft, eine Kerzenflamme ganz anders aussieht, ist die Sensation der Seite.

Kurzfassung für die Klassenarbeit:

Ein saugfähiger Docht ist umgeben von Paraffin, das bei niedriger Temperatur schmilzt (typisch sind 60 °C). Nur gasförmiges Paraffin kann brennen. Nach Anzünden des Dochts schmilzt das Wachs. Durch die Kapillarwirkung des Dochts wird Wachs in die Flamme transportiert, wo es verdampft, um dann in Gegenwart von Sauerstoff zu verbrennen.

Chemische Gleichung - Paraffin reagiert mit Sauerstoff: C4H20 + O2 --->    CO2  +  H2O

 

3. Was ist Feuer?

Wikipdia geht auf der Seite  http://de.wikipedia.org/wiki/Feuer  viel auf die Rolle des Feuers in der Kulturgeschichte der Menschheit ein: Unsere Vorfahren erbten eine "Appetenz" zum Feuer - eine Zuwendung. Alle Tiere fliehen vor Feuer. Zu sehen ist diese Besonderheit des Menschen z.B. im Film "Das Dschungelbuch", wo Mogli den Tiger durch Feuer zu vertreiben schafft.

Chemisches für die Klassenarbeit:

Feuer ist eine Oxidationsreaktion mit Flammenerscheinung. Dies ist eine exotherme Reaktion, das heißt, mit Feuererscheinung verlaufende Reaktionen geben mehr Energie in Form von Wärme an die Umgebung ab, als zum Entzünden benötigt wird.

Das Licht des Feuers entsteht, indem Elektronen der erhitzten Teilchen durch die Energiezufuhr kurzzeitig ein höheres Energieniveau erlangen. Sie fallen nach kurzer Zeit unter Abgabe (Emission) von Energie in Form eines Lichtquants (Photons) auf ihre ursprünglichen Energieniveaus zurück.

 

4. Was passiert, wenn man Stahlwolle auf eine Waage legt und anzündet?

Eine Kerze wird auf der Waage leichter, wenn sie brennt. ABER wenn man ihr Verbrennungsprodukt CO2 auffängt, wird die Gesamtheit aus Kerze und CO2 schwerer. Denn zusätzlich kam Sauerstoff aus der Luft hinzu. 

Während das Schwerwerden von Kerze plus Verbrennungsprodukt nur unter Aufwand zu zeigen ist, kann man das Schwerwerden bei Stahlwolle zeigen. 

Zunächst ist der Clou, das sich Stahlwolle entzünden lässt und brennt. Da bietet der Stahl für den Sauerstoff der Luft genügend Oberfläche. Aus metallisch glänzendem Stahl (= Eisen mit einigen Beigaben) entsteht das mattgraue Eisenoxid - und ist etwas schwerer. Chemische Gleichung der Eisenverbrennung::   2 Fe + O2 -->  2 FeO

(der ganze Punkt 4 ist Inhalt der Klassenarbeit)

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