Versuch 36: Wunderkerzen unter Wasser - Einleitung

An anderer Stelle war die Einzigartigkeit von Wasser schon erwähnt. Wasser, die chemische Verbindung, von Wasserstoff- und Sauerstoffatomen bietet zahlreiche Eigenschaften, die das Leben auf der Erde erst ermöglichen. Eines seiner Vorteile, die chemische Beständigkeit zeigt das Experiment der Wasserzerlegung mit Wunderkerzen. Dass es dazu der Energie des brennenden Magnesiums und Aluminiums der Wunderkerzen bedarf zeigt die Beständigkeit des Wassers, das sonst mit Metallen deutlich langsamer reagiert.

Da zu all diesen Dingen, wie schon erwähnt, schon an anderer Stelle geschrieben wurde befassen wir uns hier doch mit dem Faktor der Energie in der Reaktion. Ein Stück Magnesium oder etwas Alufolie, in Wasser gelegt würde für das blosse Auge nicht erkennbar oder gar nicht mit dem Wasser reagieren. Erst das gezündete Magnesium, also die energiereiche Reaktion der Wunderkerzenmischung mit dem Luftsauerstoff liefert die Energie zur Aktivierung der folgenden Reaktion.

Deutlich macht das die Erweiterung des Versuches um ein paar Zusatzversuche. Eine Wunderkerze wird sicher im Wasser erlischen; ihre Energie ist zu gering, um die zweite Reaktion unter Wasser zu starten. Ab welcher Anzahl Wunderkerzen ist genug Energie für die Wasserzersetzung vorhanden? Weitere Versuche geben eine Antwort. Funktioniert das Abbrennen der Wunderkerzen auch ohne das schützende Klebeband?

Sicher nicht, da die feuchten Wunderkerzen weitere Energie zum Zünden benötigen würden. Die Aktivierungsenergie ist also ein wesentlicher Grund, warum nicht stetig alles in unserer Umgebung mit allem reagiert. Für Menschen gilt dieses Prinzip übrigens auch. Manch einer braucht recht viel Energie, um aktiviert zu werden!

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Leichtentzündlich

Chemikalien

  • Wunderkerzen

Materialien

  • dickwandiges Becherglas
  • Klebeband

Durchführung

Man umwickelt 5 Wunderkerzen straff mit Klebeband. An der Spitze der Wunderkerzen wird ein halber Zentimeter ausgelassen. Wichtig ist, dass die Spitzen eng aneinander liegen.

Man füllt ein dickwandiges Becherglas mit Wasser. Dazu eignen sich Marmeladen- oder Einweckgläser.

Als Vorlauf zum eigentlichen Versuch kann man eine Wunderkerze anzünden und sie in das Wasser tauchen. Auch Experimente mit inerten Gasen, wie etwa Argon sind denkbar.

Zum eigentlichen Experiment verdunkelt man den Raum, zündet das Wunderkerzenbündel an und gibt es in das Wasserglas.

Entsorgung

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Ergebnisse

Eine Wunderkerze in Wasser geht aus. Eine Wunderkerze in Argongas brennt weiter. Ein Bündel an verbundenen Wunderkerzen brennt auch unter Wasser. Unter starkem Brodeln und Leuchten verbrennen die Wunderkerzen unter Wasser.

Über dem Wasser brennen Flammen. Wasser leitet Wärme sehr gut ab. Bei der einzelnen Wunderkerze wird also die Zündtemperatur schnell unterschritten - sie erlischt. Das Wunderkerzenbündel entwickelt höhere Temperaturen, die das Wasser im Becherglas nicht schnell genug abkühlen kann. Durch das Klebeband werden sie zudem vorerst vor dem Wasser geschützt. Beimischungen sauerstoffhaltiger Salze, wie etwa Bariumnitrat, versorgen die Wunderkerzen vorerst mit dem benötigten Sauerstoff. Sie versorgen sich also selber.

Deshalb brennen Wunderkerzen auch im Argongas weiter.

Heiße Eisen- und Magnesiumbestandteile der Wunderkerze reagieren dann mit dem Wasser. Die Verbrennung wird weiter erhalten. Aufsteigendes Wasserstoffgas entzündet sich über der Wasseroberfläche.

Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2

Mg(OH)2 → MgO + H2O

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Versuchsbild

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