Brandschutz – Verbrennungsdreieck und Explosionsgrenzen
ChemieAngewandte und praktische ChemieAlter 15–16
Im Unterricht einsetzen: Ihre Schülerinnen und Schüler öffnen sie über einen Link oder QR-Code, ganz ohne Konto.
Ein Feuer brennt nur weiter, wenn alle drei Bedingungen erfüllt sind: Brennstoff, Sauerstoff und Wärme. Wählen Sie ein Gas (Methan, Flüssiggas, Wasserstoff) und stellen Sie seine Konzentration in der Luft, den Sauerstoffgehalt und die Zündquelle ein, um zu sehen, wann sich das Gemisch entzündet, wann es explodiert und welche Seite des Dreiecks jede Löschmethode tatsächlich entfernt.
Lektion: Chemie des Brandschutzes und der Sicherheit
Was sie zeigt
Eine Verbrennung braucht gleichzeitig Brennstoff, Sauerstoff und Wärme. Fehlt auch nur eine Seite dieses Verbrennungsdreiecks, erlischt das Feuer; darauf beruhen alle Löschverfahren. Ein brennbares Gas im Gemisch mit Luft kann nur zwischen seiner unteren und oberen Explosionsgrenze zünden: Unterhalb der unteren Grenze ist das Gemisch zu mager, oberhalb der oberen zu fett. Wasserstoff hat einen viel breiteren Explosionsbereich als Methan oder Flüssiggas und brennt noch bei deutlich geringerem Sauerstoffgehalt, weshalb Wasserstofflecks besonders gefährlich sind.
So funktioniert es
Wählen Sie ein Brenngas und erhöhen Sie bei eingeschaltetem Funken die Gaskonzentration in Luft langsam von null an. Notieren Sie, wo die Zündung einsetzt und wo sie wieder aufhört, und vergleichen Sie den Bereich der Gase. Senken Sie dann den Sauerstoff in Luft oder schalten Sie Funke / Zündquelle vorhanden aus, um zu zeigen, dass alle drei Seiten nötig sind. Probieren Sie zum Schluss Abhilfen wie Gashahn schließen, CO₂ / Schaum sprühen und Mit Wasser kühlen aus und fragen Sie, welche Seite jeweils entfernt wird.
Einstellbare Parameter
- Brenngas Methan (Erdgas), Flüssiggas (Gasflasche), Wasserstoff
- Gaskonzentration in Luft 0–80 %
- Sauerstoff in Luft 5–21 %
- Funke / Zündquelle vorhanden
Fragen zum Erkunden
- Warum darf man bei Gasgeruch in der Küche niemals einen Lichtschalter betätigen?
- Warum explodiert ein Gemisch mit zu viel Brenngas nicht, und warum ist es trotzdem gefährlich?
- Welche Seite des Verbrennungsdreiecks entfernt ein CO₂-Löscher, und welche Seite entfernt Kühlwasser?