Kühlschrankexplosionen

Abbildung der nach der nebenstehenden Anleitung mit Heißkleber zusammengebauten Teile.

Eine möglichst transparente Kleinbild-Filmdose wird am Boden aufgebohrt, um ein an den Enden auf ca. 5 mm Länge abisoliertes 2-adriges Kabel einzuführen. Das Kabel wird mit der Heißklebepistole dicht eingeleimt. Das andere Ende des Kabels wird an einen Piezo-Zünder angeschlossen. Am besten fertigt man dazu aus einer Plastikspritze geeigneter Größe eine Art Griff, indem man das Kabel dort in die Spritze einführt, wo normalerweise die Kanüle aufgesteckt wird (gfls. aufbohren!) und auf der anderen Seite den Piezozünder nach dem Anschließen der Kabel ebenfalls mit der Heißklebepistole einleimt. In die geöffnete Filmdose wird mit einer weiteren Spritze ein kleines Tröpfchen (ca. 5 mg) Aceton gegeben und die Dose mit dem Deckel fest verschlossen. Man lässt kurz equilibrieren und zündet dann mit dem Piezo-Zünder. Der Deckel springt mit lautem Knall ab. (Versuch nach Viktor Obendrauf, Graz)

Lernziele:

• Explodierende Gasgemische eingeschlossen in einem Behältnis erzeugen einen hohen Druck. Wie der Deckel der Filmdose so kann auch eine Kühlschranktür durch den Explosionsdruck meterweit wegfliegen. Für eine explosionsfähige Atmosphäre in einem handelsüblichen Kühlschrank reichen z.B. 10 ml verdampfter Diethylether.
• Die Kälte des Kühlschranks schützt nicht vor der Explosionsfähigkeit. Erstens kann der Kühlschrank auch mal versagen und sich dabei auf Raumtemperatur erwärmen. Zweitens haben manche Lösemittel sehr tiefe Flammpunkte. Diethylether hat z.B. einen Flammpunkt von -40 °C und kann deshalb auch im Tiefkühlfach leicht explosionsfähige Dampf-Luftgemische geben.
• Kühlschränke im Labor müssen entsprechend explosionsgeschützt ausgestattet sein. Man kann dazu handelsübliche Haushaltskühlschränke verwenden, wenn die vorhandene Innenbeleuchtung ausgebaut, die Abtauautomatik stillgelegt und eine ev. im Inneren vorhandene Temperaturregeleinrichtung nach draußen verlegt worden ist.

Hinweise:

Den gleichen Effekt kann man auch mit drei Tröpfchen Nagellackentferner erreichen. Das zeigt, dass sich auch unter Haushaltschemikalien Gefahrstoffe befinden.

Weiteres Anschauungsmaterial:

Entweder verfügt die betriebseigene Sicherheitsabteilung über eigenes Bildmaterial oder man findet es selbst in einschlägigen Fachzeitschriften. Jedenfalls lassen sich Bilder von explodierten Kühlschränken gut dazu nutzen, den Praktikanten die Gefahr drastisch vor Augen zu führen. Kühlschrankexplosionen gehören zu den schwersten Laborunfällen.
Die Gefahren beim Einstellen von Chemikalien in Kühlschränke sind schnell ausgemacht: Nicht gasdicht verschlossene Gefäße (z.B. nur mit Alufolie abgedeckte Bechergläser) oder wie im nebenstehenden Beispiel der ins Tiefkühlfach gestellte Kolben, der, da das Fach nicht hoch genug ist, gegen die Wand gelehnt wird. Schnell entsteht durch Vereisung der Kolbenwand eine sehr glatte Oberfläche, die den Kolben bei geringster Erschütterung, z.B. durch Öffnen oder Schließen der Tür, umkippen lassen. Da der Stopfen nicht gesichert ist, kann das zu einem Abfallen des Stopfen führen und dann sättigt sich das Fach in kurzer Zeit mit dem austretenden Lösungsmitteldampf.
Relativ sicher werden Rundkolben im Kühlschrank aufbewahrt, wenn man sie in ein Becherglas stellt und den Stopfen mit einer Klammer gegen Herausfallen schützt. Dies vereinfacht obendrein das Problem der Kennzeichnung des Kolbens, denn nun kann man in das Becherglas auch noch einen Zettel mit den nötigen Angaben hineingeben. Sehr bewährt hat sich dazu ein kleines Formular, mit dem man auch eine Reaktionsapparatur kennzeichnen kann, wenn sie samt Inhalt nach Praktikumsschluss stehenbleiben muss.
Kein Beispiel aus dem Praktikum, sondern ein Mitarbeiterkühlschrank, in dem gleich etliche Kolben angelehnt oder liegend, mit ungesicherten Stopfen und mit zweifelhafter Kennzeichnung gelagert werden. Ein zeigenswertes Beispiel, wie man es nicht machen soll.