Verbrennungsprozesse

Bei einer Verbrennung reagiert ein beliebiger, brennbarer Stoff stets mit Sauerstoff. Meist ist das der Sauerstoff in der Luft, der mit 21% reichlich vorhanden ist. Außerdem muss anfangs eine Zündtemperatur erreicht werden.

Für ein Feuer sind also folgende 3 Komponenten wichtig, die alle zusammen vorhanden sein müssen:

1. brennbarer Stoff
2. Sauerstoff
3. anfängliche Zündtemperatur.

Das Löschen von Feuer funktioniert umgekehrt immer dann, wenn eine dieser Komponenten nicht mehr da ist. Man kann:

1. den brennbaren Stoff entziehen
   Das Feuer geht aus, wenn nichts mehr zum Verbrennen da ist.
   
   
2. den Sauerstoff entziehen 
   Das geht z.B. mit Feuerlöschern - da ist CO2 oder N2 drin, beide verdrängen den Sauerstoff aus der Reaktion und die Flamme geht aus. Eine nicht brennbare Branddecke, die man über das Feuer wirft, verhindert, dass der Luftsauerstoff die Flamme weiter brennen lässt. Man erstickt das Feuer.
   
   
3. die Verbrennung unter die notwendige Zündtemperatur abkühlen
   Stoffe brennen bei unterschiedlichen Temperaturen. Fällt die Temperatur unter die jeweilige Zündtemperatur, geht das Feuer aus.

Sauerstoff ist ein besonderes Element, das wir dringend zum Atmen benötigen. Auch bei der Atmung werden Stoffe verbrannt: Glucose essen wir und gewinnen aus der Verbrennung mit dem eingeatmeten Sauerstoff Energie.

Verbrennungen können langsam ablaufen, wie bei der Atmung, oder schnell, wie bei der Verbrennung von Erdgas oder Holz.

Als Produkt der Verbrennung von allem, das Kohlenstoff als Grundgerüst enthält, entsteht stets Kohlenstoffdioxid.  

CO₂ ist generell bei allen Verbrennungen organischen Materials das Produkt, da organische Substanzen aus Kohlenstoff bestehen.

Kohlenstoff (C) verbindet sich bei hohen Temperaturen immer mit Sauerstoff (O₂) zu CO₂:

C + O₂ → CO₂

CO₂ ist also ein Produkt aus der Verbrennung von organischen Stoffen. Das kann Glucose sein (C₆H₁₂O₆wie bei der Atmung) oder ein Alkan (z.B. CH₄ oder C₈H₁₈ wie zu Hause am heimischen Gasherd oder bei der Verbrennung im Automotor) oder ein Stück Holz, Kohle usw. 

Sauerstoff (chem. Zeichen: O für Oxygenium) ist ein Elektronenräuber.

Mit seiner hohen Elektronegativität (3,5) - der zweithöchsten im PSE - mopst er allen anderen Elementen ihre Außenelektronen, wenn sie ihn lassen.

Man nennt das dann eine Oxidation, also eine Verbindung dieses Elements mit Sauerstoff (Sauerstoff heißt fachmännisch Oxygenium).

Jedes Sauerstoffatom besitzt bereits 6 Außenelektronen (Element der 6. Hauptgruppe) und benötigt 2 Elektronen, um die Oktettregel zu erfüllen und stabil zu werden. Und diese 2 Elektronen holt es sich - von jedem, der sich ihm nicht widersetzen kann.

Manche Elemente müssen erst eine hohe Temperatur haben, bevor sie ihre Außenelektronen an Sauerstoff abgeben (z.B. Stickstoff in der Luft reagiert mit Sauerstoff nicht bei Raumtemperatur, sonst hätten wir Stickoxid und keine reinen N2-Moleküle in der Luft). Andere Elemente (z.B. Natrium) reagieren auch bei Raumtemperatur sofort mit dem Sauerstoff in der Luft. Das ist dann keine Verbrennung, da die hohe Temperatur fehlt. Es ist aber eine Oxidation.

Wenn man organisches Material (also alles, was auf Kohlenstoff basiert) verbrennt, entstehen als Produkte immer auch Wasser (H₂O) und CO₂

Alle anderen Stoffe (also solche, die nicht auf Kohlenstoff basieren) nennen wir anorganisch. Sie gehören zum allergrößten Teil zur unbelebten Natur, wie z.B. Steine, Glas oder Metalle.

Wenn kein C in der Verbindung drin ist, kann auch kein CO₂ entstehen (!!!) - mit welchem C soll sich O auch verbinden?

Sauerstoff lässt sich bei Verbrennungen also an andere Elemente binden. Kann man es aber auch wieder daraus entfernen? Die Antwort ist einfach: Ja, manchmal.

Wir haben den Begriff Oxidation für das Verbinden mit Sauerstoff kennengelernt. Das Entfernen von Sauerstoff aus einer Verbindung nennt man Reduktion. Allerdings braucht man dafür meist einen anderen Stoff, der sich dann mit dem Sauerstoff verbinden will. Einfach so bekommt man ihn leider nicht weg.

Jeder Stoff hat sein eigenes Interesse, sich mit Sauerstoff zu verbinden: der eine will das mehr, der andere weniger. 

Hmmm, noch kein Rätsel gemacht. Hast Du Fragen? Stell sie mir.