Säuren und Basen auf Teilchenebene

Beobachtung

Mischst du Natron/Backpulver und Essig/Citronensäure, bilden sich Gasblasen und du kannst es zischen hören. Zudem löst sich das Backpulver/Natron in der Säure. Nach einiger Zeit erlischt die Flamme des Teelichts.

Testest du mit der Calciumhydroxid-Lösung (Kalkwasser) das Gas, steigen in der Lösung Gasblasen auf und die Lösung trübt sich weiß.

Gibst du zu der Mischung zusätzlich Spülmittel, bildet sich Schaum. Dieser Schaum steigt in dem Erlenmeyerkolben hoch und gelangt über das Glasrohr zum Teelicht. Tropft der Schaum auf das Teelicht, erlischt die Flamme der Kerze.

Ergebnis

Wenn es brennt, soll der Feuerlöscher die Flammen ersticken. Für eine Verbrennung wird Sauerstoff benötigt. Wird eine Flamme erstickt, wird der Verbrennung dem Sauerstoff entzogen. Auf welche Weise deine gebauten Feuerlöscher dies getan haben, erklären wir dir jetzt.

Wenn du eine Säure (z.B. Essigsäure (Ethansäure), Citronensäure (Citronensäure)) und eine Base (z.B. Backpulver (Natrium- oder Kaliumhydrogencarbonat), Natron (Natriumhydrogencarbonat)) in wässriger Lösung mischst, findet eine Säure-Base-Reaktion statt. Eine Säure und eine Base reagieren zu einem Salz und Wasser. Diese Art von Reaktion wird als Neutralisations-Reaktion bezeichnet. In diesem Fall entsteht bei der Reaktion noch Kohlenstoffdioxid.

Essigsäure und Natriumhydrogencarbonat reagieren zu Natriumacetat und Wasser und Kohlenstoffdioxid.

$\ce{CH3COOH_(_a_q_) + NaHCO3_(_a_q_) -> CH3COONa_(_a_q_) + H2O_(_l_) + CO2_(_g_)}$

Citronensäure und Natriumhydrogencarbonat reagieren zu Natriumcitrat und Wasser und Kohlenstoffdioxid.

$\ce{C6H8O7_(_a_q_) + 3 NaHCO3_(_a_q_) -> Na3C6H5O7_(_a_q_) + 3 H2O_(_l_) + 3 CO2_(_g_)}$

Kohlenstoffdioxid ist seiner Dichte schwerer als Sauerstoff. Deswegen verdrängt das Kohlenstoffdioxid den Sauerstoff an dem Teelicht. Der Verbrennung steht kein Sauerstoff mehr zur Verfügung und die Flamme erlischt.

Das Spülmittel ist an der Säure-Base-Reaktion nicht beteiligt. Allerdings kommt es durch die Entwicklung des Kohlenstoffdioxidgaes zur Schaumbildung. Der Schaum verdrängt ebenfalls den Sauerstoff an dem Teelicht. Zusätzlich hat er eine kühlende Wirkung, wobei der Verbrennung Energie entzogen wird. Als Folge dessen erlischt die Flamme des Teelichts.

a) Kohlenstoffdioxid-Löscher eignen sich für Flüssigkeiten. Sie eignen sich nicht für Feststoffe, Gase, Speisefett und Metalle. Bei brennenden Metallen gibt es sogar die Gefahr, dass eine heftige explosionsartige Reaktion stattfindet.

Schaumlöscher eignen sich für Feststoffe und Flüssigkeiten. Sie eignen sich nicht für Gase, Metalle und Speisefett. Bei brennenden Metallen und Speisefett gibt es sogar die Gefahr, dass heftige explosionsartige Reaktionen stattfinden.

b) Bei Verbrennungen mit besonders hoher Temperatur (z.B. Öl-Bränden) tritt das Wasser schnell in einen gasförmigen Zustand. Diese Veränderung des Aggregatzustands hat eine explosionsartige Wirkung.

Bei Metall-Bränden binden die Metalle sich mit Sauerstoff und reagieren zu Oxiden. Der Sauerstoff der Wasser-Moleküle begünstigt die Oxidation der Metalle, weshalb die Verbrennung von Metallen mit Wasser noch weiter angetrieben werden würde.

Bedenke, dass auch bei dem Schaumlöscher, der Schaum Wasser enthält. Deswegen eignen sich Schaumlöscher genau wie Wasser nicht zum Löschen von brennenden Metallen und Speisefett.