Verbrennung einer Kerze

Transkript

1 Verbrennung einer Kerze Schauen wir uns zunächst die Kerze genauer an. Aus welchen Bestandteilen besteht sie? Und wozu dienen diese? Bestandteil Stoff Funktion Der Stoff ist das Material, woraus ein Körper besteht. Zünde jetzt die Kerze an und notiere deine Beobachtungen, Spreche auch von den unterschiedlichen Aggregatzuständen des Wachses: Verschiedene Temperaturzonen : Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4 LTAM Naturwissenschaften 9e Verbrennungen 1 -

2 Ist eine Verbrennung eine chemische Reaktion? Woran erkennt man eine chemische Reaktion überhaupt? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir weitere Experimente durchführen. a) Nimm ein Stück Würfelzucker und mahle es im Mörser. Was beobachtest Du? Was ist passiert? b) Erhitze einen Zuckerwürfel, den du mit der Tiegelzange hälst, kurz mit der Kerzenflamme. Was beobachtest Du? Was passiert? c) Der Lehrer zündet ein Stück Papier an. Was beobachtest Du? Was ist passiert? d) Zerknülle ein Stück Papier. Was hast Du verändert? e) Gib etwas Zucker in ein Reagenzglas mit Wasser und schüttle. Was beobachtest Du? Was ist passiert? Teile nun alle Versuche dieser Experimentierreihe plus die Verbrennung der Kerze in zwei Kategorien ein. Was unterscheidet diese Kategorien? Was wurde jeweils verändert? Erste Kategorie Zweite Kategorie Verändert wurde: Verändert wurde: Bei einer chemischen Reaktion entstehen neue Stoffe. Man erkennt dies daran, dass sich zum Beispiel die Farbe, der Geruch, der Geschmack verändert. Außerdem kann auch die Form der Stoffe verändert werden. Bei einem physikalischen Vorgang ändert sich nur die Form. Der Stoff bleibt der Gleiche. LTAM Naturwissenschaften 9e Verbrennungen 2 -

3 Was meinst Du nun? Ist die Verbrennung einer Kerze eine chemische Reaktion? Warum? Wir müssen überprüfen, ob neue Stoffe entstanden sind. Dazu fangen wir die Verbrennungsgase auf. Halte einen Standzylinder schräg über die brennende Kerze. Vorsicht! Verbrenne dir nicht die Finger! Beobachte genau die Glaswände des Zylinders. Was siehst Du? Welcher Stoff könnte hier entstanden sein? Um dies genau zu überprüfen, benutzen wir einen Teststreifen, der diesen Stoff identifiziert. Was beobachtest Du? Was schließt Du daraus? Verschließe den Standzylinder mit einem Deckel. So können die aufgefangenen Gase nicht entweichen. Wir machen eine weitere Probe, um eventuell einen zweiten Stoff zu identifizieren. Diese Probe heißt Kalkwasserprobe. Bei diesem Versuch musst Du die Brille tragen! Gib etwas Kalkwasser (chemischer Name: Calciumhydroxid, ätzend!) in ein Becherglas. Puste nun mit einem Strohhalm vorsichtig in diese Lösung. Was beobachtest Du nach einiger Zeit? Welcher Stoff ist in deiner ausgeatmeten Luft in größerer Menge als in der eingeatmeten Luft enthalten? Die Kalkwasserprobe ist eine Nachweisprobe für Kohlenstoffdioxid. Die farblose Lösung wird trüb. Gib nun frisches Kalkwasser in den Standzylinder, verschließe ihn und schüttle vorsichtig. Was beobachtest Du? Was kannst Du daraus schließen? Zusammenfassung: Nun wissen wir also, dass bei der Verbrennung einer Kerze zwei neue Stoffe entstehen: und Die Verbrennung einer Kerze ist also ein Vorgang. wird verbrannt und es bilden sich und. Bei Verbrennungen entstehen Stoffe, in denen Sauerstoff gebunden ist. Man nennt sie Oxide. LTAM Naturwissenschaften 9e Verbrennungen 3 -

4 Wir versuchen nun herauszufinden, was alles gebraucht wird, damit die Kerze brennt. Zunächst einmal stellen wir eine Kerze auf. Fänkt sie von selbst an zu brennen? Was muss man tun? Was fügt man hinzu? Auch ein Streichholz brennt nicht von selbst. Was musst Du tun, damit es anfängt zu brennen? (Finde 2 Möglichkeiten) Was passiert dabei genau? Damit eine chemische Reaktion startet, muss man den Stoffen die zum Start notwendige Energie liefern. Man «schubst» sie an, meistens reagieren sie dann von selbst weiter. Diese Energie nennt man Aktivierungsenergie. (Schau nach im Buch Seite 16) Damit eine Kerze brennt braucht man also Wachs und die nötige Temperatur. Doch ist das alles? Fülle einen Behälter mit Wasser und stelle ein Teelicht hinein. Das Teelicht schwimmt auf dem Wasser. Zünde es nun an und stelle ein umgekehrtes Becherglas über die Kerze. Skizziere den Versuchsaufbau : LTAM Naturwissenschaften 9e Verbrennungen 4 -

5 Beobachte einige Zeit. Was passiert? Was könnte der Grund dafür sein? Nicht die gesamte Luft verschwindet bei der Verbrennung. Nur ein bestimmter Bestandteil der Luft wird bei der Verbrennung verbraucht. Er heißt:. reagiert mit zu und Und es geht noch einfacher: + + vorher nachher Die Verbrennung einer Kerze ist eine chemische Reaktion. Bei dieser Reaktion werden die Stoffe Sauerstoff und Wachs umgewandelt in die neuen Stoffe Kohlenstoffdioxid und Wasser. Zusammensetzung der Luft: Wir wissen nun, dass ein Bestandteil der Luft, die Verbrennung unterhält: Doch woraus besteht der Rest der Luft? Eine brennende Kerze (oder brennender Phosphor) schwimmt auf dem Wasser einer Wanne. Sie wird mit einer Gasmessglocke bedeckt. Diese wird mit einem Stöpsel verschlossen. Beobachtung: Die Wanne wird soweit mit Wasser aufgefüllt, bis der Wasserspiegel überall gleich hoch ist. LTAM Naturwissenschaften 9e Verbrennungen 5 -

6 Eine brennende Kerze wird mit Hilfe eines Verbrennungslöffels (oder eines Drahtes) tief in die restliche Luft eingetaucht (4/5 des Volumens). Beobachtung: Schlussfolgerung: Der Teil der Luft, welcher bei der Verbrennung verbraucht wird, ist der Sauerstoff: er unterhält die Verbrennung. Die Restluft, in der jede Flamme erstickt, wird als Stickstoff bezeichnet. Die Luft besteht hauptsächlich aus zwei Gasen: Stickstoff (4/5 oder 80%) und Sauerstoff (1/5 oder 20%). «Ich möchte, dass es richtig doll brennt. Was kann ich tun, um die Verbrennung heftiger zu machen?» a) Halte einen Eisennagel vorsichtig in die Kerzenflamme. Was passiert? b) Halte ein Stück Eisenwolle vorsichtig in die Kerzenflamme. Was passiert? c) Halte noch ein Stück Eisenwolle in die Kerzenflamme und puste vorsichtig hinein. (Brille!) Was passiert? Warum? d) Lehrerversuch: Ein wenig Eisenpulver wird in die Brennerflamme gepustet. Was passiert? LTAM Naturwissenschaften 9e Verbrennungen 6 -

7 KLASSE: 9TE NAME: Vorname: Was kannst Du aus all diesen Versuchen schließen? e) Lehrerversuch: Ein Stück Eisenwolle wird in einem Zylinder mit Luft verbrannt. Ein zweites Stück Eisenwolle wird in einem Zylinder mit reinem Sauerstoff verbrannt. Was unterscheidet die beiden Verbrennungen? Fasse zusammen: Wie kann man also eine Verbrennung heftiger machen? Daraus ergibt sich nun eine weitere Nachweisprobe. Wir können mit der Glimmspanprobe beweisen, dass sich in einem Zylinder reiner Sauerstoff befindet. Dazu gehen wir wie folgt vor: Entzünde einen Holzspan. Puste ihn wieder aus, so dass er nur noch glüht. Halte ihn in einen Zylinder mit reinem Sauerstoff. Was beobachtest Du? Lies die Seiten 12 und 13 aufmerksam durch und beantworte die folgende Frage: Was unterscheidet die Flammtemperatur und die Zündtemperatur? Die Brandbekämpfung: (Buch S. 14 und 15) Da wir nun wissen, was alles nötig ist, damit eine Verbrennung stattfindet, können wir auch Mittel zur Brandbekämpfung entwickeln. Lies die Seiten 14 und 15 im Buch aufmerksam durch und beantworte die folgenden Fragen: a) Was kann man alles dem Feuer entziehen, damit es nicht mehr weiter brennt? b) Welche Rolle spielt das Löschwasser? c) Welche Brände kann man nicht mit Wasser löschen? d) In der Küche brennt das Fett in der Fritöse. Was tust Du? LTAM Naturwissenschaften 9e Verbrennungen 7 -