Versuch 106: Zigarette in Sauerstoff - Einleitung

Der Umgang mit flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff ist nicht ungefährlich. Man sollte sich demnach ausführlich mit den Risiken und den Handlungshinweisen im Umgang mit diesen Substanzen befassen. Grund für die Risiken im Umgang mit diesen Stoffen ist neben der tiefen Temperatur deren hohe Konzentration in flüssigem Zustand.

Ein Liter flüssiger Stickstoff siedet bei Raumtemperatur und nimmt in der Luft das 691fache seines ursprünglichen Volumens an. Es besteht Erstickungsgefahr, wenn man in kleinen unbelüfteten Räumen damit experimentiert!

Dazu ein Zitat aus einem Artikel der Homepage der TU Darmstadt: „Der Unfall ereignete sich in einem Stickstoffabfüllraum. In ein Fenster des Raumes war über Kopfhöhe ein Lüfter eingebaut, der zum Zeitpunkt des Unfalls lief. Der Student hatte bereits ein 30L- und ein 5L-Dewar-Gefäß befüllt. Während er ein zweites 5L-Dewar-Gefäß befüllte fiel er bewusstlos zu Boden. Da der Stickstoff weiter aus einem Abfüllhahn floss, lief das Dewar-Gefäß über. Der übergelaufene flüssige Stickstoff verdampfte auf dem Boden, senkte den Sauerstoffgehalt und kühlte die Luft soweit ab, dass der Student Erfrierungen erlitt und erstickte. Er wurde von einem Kommilitonen erst nach ca. 30-40min. gefunden. Der Kommilitone stellte den Stickstoffhahn ab und fiel auf dem Rückweg zur Tür ebenfalls in eine Bewusstlosigkeit. Ein weiterer Student, der sich im Gang befand zog den Bewusstlosen aus dem Stickstoffabfüllraum und leitete weitere Rettungsmaßnahmen ein.“

Bei flüssigem Sauerstoff geht die Gefahr eher von der Reaktionsfähigkeit des Sauerstoffes aus. In flüssiger Luft und in flüssigem Stickstoff lagert sich mit der Zeit immer mehr flüssiger Sauerstoff ab, weshalb man Dewar-Gefäße nicht offen stehen lassen sollte und flüssige Luft nach 3-4 Tagen aufgebraucht werden sollten.

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Im Abzug arbeiten! Schutzhandschuhe tragen! In den Abfall geben.

Chemikalien

  • Flüssiger Stickstoff
  • Zigarette

Materialien

  • Metallschale

Durchführung

Man füllt ein Dewar-Gefäß mit flüssigem Stickstoff. Man entzündet eine Zigarette und füllt etwas flüssigen Stickstoff in eine Metallschale. Die Schale wird schräg gehalten. Nach kurzem bildet sich Kondensat am Schalenboden. Das Kondensat lässt man auf die Zigarette tropfen.

Entsorgung

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Ergebnisse

Die Zigarette glüht auf, wenn ein Tropfen auf sie fällt. Die Metallschale wird durch den flüssigen Stickstoff stark abgekühlt. Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid aus der Luft setzen sich als Eis an der Schale ab.

Der Sauerstoff der Luft kondensiert, wird also flüssig und tropft vom Unterboden der Schale auf die Zigarette. Der flüssige Sauerstoff ist hochkonzentriert und fördert so die Verbrennung der Zigarette, eine Reaktion des Zigarettentabaks mit dem Sauerstoff der Luft.

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Hinweise

Bei Versuchen mit flüssiger Luft oder flüssigem Stickstoff muss der Raum stets gut belüftet werden, weil bei andauernder Demonstration große Mengen an Stickstoff frei werden! Grundlegende Vorkehrungen, wie das Tragen von Schutzhandschuhen und Schutzbrille sind bei den tiefen Temperaturen unabdingbar. Der Versuch muss auf Grund der Rauchentwicklung in einem Abzug durchgeführt werden.

Versuchsvideo

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Versuchsbild

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