Versuch 56: Staubexplosion - Einleitung

Feuerspucken ist ein für Anfänger recht riskantes Unterfangen. Mit Petroleum oder anderen Flüssigkeiten pustet der Artist in eine Flamme. Durch die feine Verteilung der Flüssigkeit kommt es zur schnellen Verbrennung, der sichtbaren Stichflamme. Da es bei Anfängern leicht zu Verbrennungen oder Vergiftungen durch verschlucken kommen kann, bedienen sich diese lieber der Bärlappsporen.

Bärlappsporen (Lycopodium) sind Sporen verschiedener Bärlapparten. Schon im Mittelalter wurden sie von Gauklern und fahrenden Künstlern zum Erzeugen pyrotechnischer Effekte verwendet. In ländlichen Gegenden wurden zuweilen auch Schornsteine durch die Zündung von Bärlappkraut gereinigt, wobei das leider manches Mal die letzte Reinigung für den Schornstein war.

Der WDR berichtet auf einer seiner Internetseiten noch Heute von der größten Mehlstaubexplosion der deutschen Geschichte. Die Bilanz der Explosion in der Bremer Rolandmühle im Jahre 1979 sind 14 Tote, 17 Verletzte und ein Sachschaden von umgerechnet über 50 Millionen Euro.

Ein kleines Feuer löste eine Kettenreaktion in der Mehl lagernden Mühle aus. Jede neue Explosion wirbelte weiteres Mehl auf, das weitere Explosionen auslöste. Prinzipiell ähnlich ist auch die kontrollierte Explosion von Bärlappsporenstaub in folgendem Versuch.

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Leichtentzündlich

Chemikalien

  • Bärlappsporen

Materialien

  • Dreifuss
  • Blechdose
  • Stopfen
  • Trichter
  • Plastikschlauch
  • Kerze

Durchführung

Vor dem Experiment muss eine dafür notwendige Apparatur gebastelt werden. In eine Metalldose (große Keksdose) wird unten ein kleines Loch gebohrt, durch das ein Trichter passt. Zum Abdichten kann man einen durchbohrten Stopfen in das Loch kleben, in den man den Trichter steckt.

Unter der Dose befestigt man nun an diesem Trichter einen Schlauch. In der Dose platziert man neben dem Trichter eine Kerze (die Kerze muss ungefähr auf Trichterhöhe brennen können).

Vor Versuchsbeginn sollte man sich vergewissern, dass der Deckel der Dose leicht abnehmbar ist und nicht verkanntet. Nun gibt man 1-2 Löffel Bärlappsporen in den Trichter, zündet die Kerze an, legt den Deckel auf die Dose, geht in Deckung und pustet in den Schlauch.

Entsorgung

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Ergebnisse

Versucht man einen Löffel Bärlappsporen mit einem Feuerzeug zu entzünden so klappt das nicht. In diesem, wie auch in anderen Fällen, gilt, dass eine größere Oberfläche eine bessere Verbrennung, bzw. Reaktion ermöglicht.

In einem Haufen Mehl erreicht man mit der Flamme nur die oberste Schicht. Pustet man in das Mehl, verteilt es sich fein in der Luft. Die feinen Partikel sind viel leichter zu entzünden, als die dichte Oberfläche vorher. Die Verbrennung kann viel schneller voranschreiten, weil in der Mehlwolke der Reaktionspartner Sauerstoff aus der Luft auch stärker vorhanden ist, als im Mehlhaufen. Dies führt zu einer teilweise explosionshaften Reaktion eines Staubes mit der Luft.

Weitere Beispiele für dieses Reaktionsschema sind die Verpuffung von brennendem Fett, Sägemehlexplosionen, Feuerspucken, der Ottomotor oder eben dieser Versuch mit Bärlappsporen. Die Bärlappsporen sind zusätzlich noch mit etherischen Ölen behaftet, was sie noch stärker brennbar macht.

Selbst Eisen, Aluminium, Stärke, Kakao oder Kaffee können in fein verteilter Form zur Explosion führen. Für eine Staubexplosion müssen lediglich 3 Faktoren erfüllt sein:

1. feine Verteilung

2. Zündtemperatur

3. Sauerstoffzufuhr

Dieses Wissen führt zu besonderer Reinlichkeit in Lagerstätten solcher Stoffe. Schon wenige Zentimeter eines Staubes können bei Aufwirbelung zu der einleitend beschriebenen Kettenreaktion führen.

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Versuchsbild

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