Versuch 19: Magnesium im Wasserdampf - Einleitung

Das olympische Feuer darf niemals ausgehen! Die Fackel wird über die Kontinente zum Austragungsort getragen. Schwierig natürlich, wenn sich dazwischen ein Meer befindet. Oder nicht?

Sicher gibt es heutzutage Schiffe oder Flugzeuge mit denen die Flamme sicher von Kontinent zu Kontinent gebracht werden kann, doch das widerspricht dem Prinzip die Fackel direkt von Sportlern tragen zu lassen. Symbolisch wird die Flamme daher auf einigen Strecken durch Taucher voran gebracht. Die Fackel muss dabei natürlich weiter brennen und tut es auch tatsächlich. Nun lässt sich dieses Phänomen in der heimischen Badewanne mit Kerze und Schnorchel nachexperimentieren, allerdings wird man immer auf das gleiche Ergebnis kommen: Die Flamme geht aus.

Das Wasser senkt die Temperatur der Flamme unter den Aktivierungspunkt der Reaktion zwischen Wachs und Sauerstoff. Weiterhin entzieht das umgebende Wasser der Kerze den Sauerstoff als Reaktionspartner und Wasser selbst reagiert nicht mit den Kohlenwasserstoffen der Kerze. Doch wie steht es mit der olympischen Unterwasserfackel? Natürlich ist schon klar: Diese Fackel kann keine normale Fackel, ähnlich unserer Kerze sein. Ein Experiment zeigt eine Flamme, die auch in Wasserdampf brennen kann: die Flamme der Magnesiumfackel!

Nach diesem Prinzip funktionieren auch die olympischen Fackeln, oder ähnliche Modelle, die von Tauchern unter Wasser verwendet werden. Basis sind brennende Metalle, wie Magnesium oder Eisen. Zusätze von sauerstoffhaltigen Verbindungen unterstützen diesen Prozess. Die Unterwasserfackeln bringen also zum einen ihren eigenen Sauerstoff mit und entnehmen im zum anderen dem Wassermolekül. Wie löscht man solche Flammen eigentlich?

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Leichtentzündlich In den Abfall geben. In den Ausguss geben.

Chemikalien

  • Magnesiumband

Materialien

  • Dreifuß
  • Keramikdrahtnetz
  • Brenner
  • Siedesteine
  • Erlenmeyerkolben (500 ml)
  • Tiegelzange
  • Holzspan

Durchführung

Man gibt Siedesteine und etwas Wasser in einen Erlenmeyerkolben und stellt ihn auf den Dreifuß. Nun wird das Wasser bis zum Sieden erhitzt. Zuerst hält man einen brennenden Holzspan in den Wasserdampf. Danach wird ein brennendes Stück Magnesiumband in den Wasserdampf gehalten. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass das Magnesium den Glasrand nicht berührt.

Entsorgung

Die Reaktionsprodukte können in den Abfall gegeben werden.

Ergebnisse

Der brennende Holzspan geht im Wasserdampf aus, während das Magnesium im Wasserdampf weiter brennt. Als Rückstand bleibt ein grau-weißes Pulver über.

Der brennende Holzspan geht im Wasserdampfstrom des Kolbenhalses aus, weil ihm dort der Sauerstoff fehlt, den er zum Brennen benötigt. Das Magnesium brennt weiter. Die Flammentemperatur ist so hoch, dass das Wasser rasch mit dem unedlen Magnesium reagiert. Der dabei entstehende Wasserstoff wird durch die Flamme der Reaktion und den umgebenden Luftsauerstoff entzündet und verbrennt ebenfalls.

Mg + H2O → MgO + H2

2H2 + O2 → 2H2O

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Hinweise

Nicht direkt in die brennende Magnesiumflamme schauen! Zuschauer auf diesen Sachverhalt hinweisen.

Versuchsvideo

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Versuchsbild

Bild zu Versuch: Magnesium im Wasserdampf

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NEU

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