Benutzer:BirgitLachner/Chemie-Buch I zum Lehrplan in Rheinland-Pfalz/Feuer und Brandbekämpfung/Warum sind Stoffe brennbar?

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Beispiele:

  • Im Stickstoff kommt als kleinsten Teilchen das Molekül N2 vor. Die zwei Stickstoff-Atome sind sehr fest miteinander verbunden (die drei Striche zwischen den zwei N). Es kostet viel Energie, diese drei Bindungen zu lösen und daher ist Stickstoff auch sehr reaktionsträge. Natürlich kann man Stickstoff so stark erhitzen, dass sich die Bindungen lösen, aber bei der Reaktion mit Sauerstoff wird nicht genügend Energie frei, um weitere Stickstoff-Moleküle zu spalten.
  • Edelgase enthalten zwar einzelne Atome als kleinste Teilchen, aber die Zusammensetzung an Protonen und Elektronen ist so stabil, dass man sehr viel Energie bräuchte, um sie zu aktivieren. Tatsächlich sind Verbindungen von Edelmetallen und Sauerstoff im Allgemein nicht stabil, dass heißt sie zerfallen alleine wieder in die Elemente.
  • Bei edleren Metallen, wie Gold ist die, bei der Oxidation freiwerdende Energie zu gering, um die notwendige Aktivierungsenergie für eine Fortsetzung der Reaktion aufzubringen. Wird die Aktivierungsenergie dauerhaft von außen zugeführt, könnte zwar Goldoxid entstehen, aber die zugeführte Energie sorgt gleich wieder für die Zerlegung des Produktes.

An den Beispielen sieht man, dass das Thema Energie-Abgabe beim Brennen von grundlegender Bedeutung ist. Daher können auch nur solche Stoffe brennen, wenn bei der Verbrennung Stoffe entstehen, die wesentlich weniger Energie enthalten, als der Ausgangsstoff. Typischerweise enthalten viele (natürliche) brennbare Stoffe Kohlenstoff und Wasserstoff:


Reaktionsprodukte bei Verbrennungen

Bei Verbrennungen entstehen aus Verbindungen meist die Oxide der enthaltenen Atome, die am energieärmsten sind.

  • Kohlenstoff in Verbindungen reagiert zu Kohlendioxid CO2
  • Wasserstoff in Verbindungen reagiert zu Wasser H2O
  • Stickstoff in Verbindungen reagiert (ohne Katalysator) meist zu Stickstoff N2

Das Bestreben, hin zum den energieärmsten Stoffen zu reagieren, funktioniert auch "umgekehrt". Enthalten Stoffe zu "viel" Sauerstoff geben sie beim Erhitzen meist Sauerstoff ab. Beispiele:

  • Wasserstoffperoxid H2O2 zerfällt zu Wasser H2O und Sauerstoff
  • Bariumnitrat zerfällt in Bariumoxid, Stickstoff und Sauerstoff

Solche Stoffe nennt man dann Brandfördernd, weil der freiwerdende Sauerstoff ein anderes Feuer verstärken kann.