Flammpunkt

Experiment 1: Ein Stück Grillkohle wird mit flüssigem Grillkohleanzünder getränkt und - zum Beweis, dass der Grillkohleanzünder "funktioniert" - ganz normal angezündet. Zur häufigen Verblüffung der Zuschauer lässt sich der gleiche Grillanzünder in eine Petrischale ausgegossen nicht entzünden. Das gelingt erst nach Anwärmen auf der Heizplatte.	Hier wird gerade die Grillkohle mit dem Grillanzünder getränkt.
Experiment 2: Eine Kerze mit Docht läßt sich normal entzünden. Eine Kerze ohne Docht (Teelicht im Alutöpfchen) auch, wenn nur das gesamte Material in der Bunsenflamme über den Flammpunkt hinaus erhitzt wird. Setzt man das brennende Teelichttöpfchen auf ein Eisbad, so verlischt die Flamme alsbald wieder.	Das Teelicht wurde gerade auf dem Eisbad abgesetzt. Noch etwa 5 Sekunden, dann ist die Flamme aus.

Lernziele:

• Der Flammpunkt ist diejenige Temperatur, bei der der sich über der Flüssigkeit anreichernde Dampf die untere Explosionsgrenze erreicht und also zündfähig wird.
• Brandherde lassen sich durch Abkühlen löschen - auch ohne dass die Sauerstoffzufuhr abgeschnitten wird. Ist der Flammpunkt unterschritten, verlischt die Flamme, weil nicht mehr genug Brenngas "nachgeliefert" wird.
• Der Flammpunkt ist das Kriterium zur Einstufung der Feuergefährlichkeit von Flüssigkeiten: Alle Flüssigkeiten, die einen Flammpunkt unterhalb Raumtemperatur (< 21 °C) haben, sind mit dem Flammensymbol zu kennzeichnen. Diese Stoffe
  • kann man also bei Raumtemperatur z.B. mit einem Streichholz anzünden und
  • sie erzeugen an der Luft (z.B. offene Flasche) eine solche Menge Dampf, dass eine explosionsfähige Atmosphäre entsteht.
  Ein Blick auf den flüssigen Grillkohleanzünder zeigt denn auch konsequenterweise, dass dieser nicht mit dem Flammensymbol gekennzeichnet ist.

Hinweise

• Warum brennt eigentlich der Grillkohleanzünder auf der Grillkohle?
  In der Kohle ist der Anzünder in kleinen Hohlräumen gefangen, die sich bei Kontakt mit einer Flamme lokal schnell auf die notwendige Temperatur aufheizen. Nimmt man ein möglichst großes Stück Grillkohle, so kann man sehr schön beobachten, dass das Feuer zunächst nur an der angezündeten Stelle brennt und sich nur langsam über die gesamte Kohle in dem Maße ausbreitet, in dem sich die Oberfläche auf den Flammpunkt erwärmt. Tränkt man demgegenüber ein Stück Kohle in einem leicht entzündlichen Lösemittel, so steht diese beim Anzünden blitzartig in voller Fläche in Flammen.
• In der Praxis können Lösemittel mit einem Flammpunkt dicht über Raumtemperatur (Flp. < 30 °C) auch noch relativ leicht angezündet werden, da jede Zündquelle eine lokale Erhitzung verursacht, die in diesen Fällen ausreichend ist, um in einem genügend großen Bereich lokal den Flammpunkt zu überschreiten. Bei Flammpunkten oberhalb von 30 °C wird die Zündfähigkeit aber schnell widerwillig bzw. ist ganz verschwunden.

  Zusatzversuch: 2 aus Alu-Profilen gebaute schmale Wannen werden mit Ethanol bzw. 2-Butanol randvoll gefüllt. Ethanol hat einen Flammpunkt dicht unterhalb Raumtemperatur (15 °C), 2-Butanol dicht darüber (25 °C). Sehen Sie sich das unterschiedliche Zündverhalten in den Videos an! Zündverhalten von Ethanol Zündverhalten von Butanol Es funktioniert nicht? Wenn der Effekt der Flammenausbreitung langsamer vonstatten gehen soll, kann man auf 1-Butanol (Flammpunkt: 34 °C) ausweichen.

• Aerosole lassen sich auch dann leicht zünden, wenn der Flammpunkt erheblich über Raumtemperatur liegt. Die Zündquelle erhitzt dabei ein einzelnes Tröpfchen so stark, dass es verbrennen kann. Dies setzt wiederum genug Energie frei, um benachbarte Tröpfchen auf die notwendige Temperatur aufzuheizen. Auf diese Weie wird z.B. das normalerweise sehr zündunwillige Heizöl durch Versprühen zündfähig gemacht. Zur Demonstration kann man noch einmal den Grillkohlenanzünder bemühen, der aus einem Zerstäuber versprüht, an einer Zündquelle mit fauchender Flamme verbrennt.