Pyrolyse: was passiert genau beim Zimmerbrand?

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo, ich bin Chemie-Nerd und brauche Nachhilfe beim Thema Verbrennung: Was passiert genau bei einem Zimmerbrand? Mein bisheriges (Halb)wissen dazu:

  1. Kohlenstoff und Wasserstoff reagieren gern + heftig mit Sauerstoff

  2. Mit einem Stück Papier, Holz oder Kunststoff passiert bei Raumtemperatur trotzdem nichts, da C und H in CH-Molekülen gebunden sind. Diese Molekülketten sind lang, dadurch sind auch die Bindekräfte groß. Somit kommen die einzelnen C bzw. H-Atome nicht vom Molekül los, um mit O2 reagieren zu können.

  3. Eine Zündquelle bringt Hitze, diese verstärkt die Eigenbewegung der Atome

  4. Irgendwann ist die Eigenbewegung der Atome so heftig, dass diese die Bindekräfte im Molekül überwinden können – das langkettige Molekül wird gecrackt, d.h. es wird in kurzkettige CH-Moleküle zerlegt. Das Ganze nennt man auch Pyrolyse.

  5. Die kurzkettigen Moleküle sind leicht, d.h. es handelt sich um Gase (der Stoff „gast aus“). Ein typisches Pyrolysegas ist Methan.

  6. Bei den kurzkettigen Pyrolysegasen sind die Bindungskräfte gering, die einzelnen Atome kommen bei Anwesenheit von O2 vom Molekül los und reagieren mit dem O2. (Hier kommt dann unten eine Frage: Was muss sonst noch vorhanden sein, damit Methan und O2 reagieren? ).

  7. Bei der Reaktion entsteht H2O, CO2, evtl. CO (wenn wenig O2 vorhanden ist), manchmal auch C – und jede Menge Energie in Form von Wärme.

  8. Die Wärmestrahlung wird teilweise wieder genutzt, um weitere Moleküle zu cracken. Somit beginnen immer mehr brennbare Stoffe, Pyrolysegase abzusondern. Diese steigen an die Decke, sammeln sich dort und erhitzen zusätzlich auch noch den Raum.

  9. Wenn in dem Raum genug O2 vorhanden ist und die Konzentration der Pyrolysegase irgendwann „fett“ genug ist (d.h. die UEG ist erreicht), dann zünden die Gase schlagartig durch – das nennt man „Raumdurchzündung“ oder „Flash-Over“.

  10. Wenn in dem Raum zu wenig O2 vorhanden ist, dann wird es richtig gefährlich: Mangels O2 kommt es nicht mehr zu einer Verbrennung. Die Temperatur ist aber hoch genug, um die Pyrolyse aufrecht zu halten. Deshalb füllt sich der Raum mit Pyrolysegasen an.

  11. Wenn die Feuerwehr die Tür öffnet um zu löschen, bringt sie O2 mit rein. Dieser vermischt sich mit der Rauchschicht und den Gasen, und dann kann es zu einer heftigen Rauchexplosion kommen.

Stimmt das soweit? Was ich noch nicht verstanden habe: Warum reagieren einige Methan-Moleküle sofort mit dem Sauerstoff, während andere nicht reagieren sondern an die Decke aufsteigen und sich dort sammeln? Ist das so, weil zum Cracken deutlich weniger Energie benötigt wird als für die Oxidation??Außerdem wird immer wieder CO als Pyrolysegas genannt. Entsteht das wirklich beim Cracken, oder ist das ein Produkt der Oxidation (wenn nicht genug O2 da ist)?

#2

Hallo, ich bin Chemie-Nerd und brauche Nachhilfe beim Thema
Verbrennung: Was passiert genau bei einem Zimmerbrand? Mein

falls du nicht auch noch ein Such-Nerd bist, könntest du dir die Definition von Pyrolyse (z.B. hier: http://www.fremdwort.de/suchen/bedeutung/Pyrolyse) zu Gemüte führen, und den Begriff erst einmal von: „Zimmerbrand“ abgrenzen.

#3

Hallo,
die Definition kenne ich, danke - sie beantwortet aber nicht die Fragen aus meinem Thread. Was genau meinst Du mit „von Zimmerbrand abgrenzen“? Bei einem Zimmerbrand kommt es u.a. auch zur Pyrolyse, und die würde ich in diesem Zusammenhang gerne komplett verstehen. Kannst Du mir dabei weiterhelfen?

#4

Moin,

dann such mal den Begriff Durchzündung (oder Neudeutsch Flash over) in Kombination mit Zimmerbrand, dann wirst Du feststellen, daß die Frage nicht sooo daneben ist :wink:

Gandalf

#5
  • Kohlenstoff und Wasserstoff reagieren gern + heftig mit
    Sauerstoff

kommt darauf an.
Wasserstoff nach Zündung ja, Kohlenstoff nur bedingt bzw. nur unter bestimmten Bedingungen (–> Staubexplosion) sonst wäre jedes Grillen explosiv.

  • Mit einem Stück Papier, Holz oder Kunststoff passiert bei
    Raumtemperatur trotzdem nichts, da C und H in CH-Molekülen
    gebunden sind.

nö, Informier Dich mal über Aktivierungsenergie

Diese Molekülketten sind lang, dadurch sind
auch die Bindekräfte groß. Somit kommen die einzelnen C bzw.
H-Atome nicht vom Molekül los, um mit O2 reagieren zu können.

Nö.

  • Eine Zündquelle bringt Hitze, diese verstärkt die
    Eigenbewegung der Atome

Jain.

  • Irgendwann ist die Eigenbewegung der Atome so heftig, dass
    diese die Bindekräfte im Molekül überwinden können – das
    langkettige Molekül wird gecrackt, d.h. es wird in kurzkettige
    CH-Moleküle zerlegt. Das Ganze nennt man auch Pyrolyse.

Das passiert nur, wenn kein Sauerstoff zugegen ist.

  • Die kurzkettigen Moleküle sind leicht, d.h. es handelt sich um
    Gase (der Stoff „gast aus“). Ein typisches Pyrolysegas ist
    Methan.

Np, Methan ist nicht so typisch. Informier Dich mal über die Zusammensetzung von Pyrolysegase.

  • Bei den kurzkettigen Pyrolysegasen sind die Bindungskräfte
    gering,

Nö.

:die einzelnen Atome kommen bei Anwesenheit von O2 vom

Molekül los und reagieren mit dem O2. (Hier kommt dann unten
eine Frage: Was muss sonst noch vorhanden sein, damit Methan
und O2 reagieren? ).

Stimmt so auch nicht.

  • Bei der Reaktion entsteht H2O, CO2, evtl. CO (wenn wenig O2
    vorhanden ist), manchmal auch C – und jede Menge Energie in
    Form von Wärme.

Bei welcher Reaktion?

  • Die Wärmestrahlung wird teilweise wieder genutzt, um weitere
    Moleküle zu cracken.

Welche Wärmestrahlung?
Eine Pyrolyse ist eine endotherme Reaktion

Somit beginnen immer mehr brennbare
Stoffe, Pyrolysegase abzusondern. Diese steigen an die Decke,
sammeln sich dort und erhitzen zusätzlich auch noch den Raum.

Auch hier mal über Pyrolyse informieren.

  • Wenn in dem Raum genug O2 vorhanden ist und die Konzentration
    der Pyrolysegase irgendwann „fett“ genug ist (d.h. die UEG ist
    erreicht), dann zünden die Gase schlagartig durch – das nennt
    man „Raumdurchzündung“ oder „Flash-Over“.

Auch hier mal unter diesen Begriffen suchen und lesen.

  • Wenn in dem Raum zu wenig O2 vorhanden ist, dann wird es
    richtig gefährlich: Mangels O2 kommt es nicht mehr zu einer
    Verbrennung. Die Temperatur ist aber hoch genug, um die
    Pyrolyse aufrecht zu halten. Deshalb füllt sich der Raum mit
    Pyrolysegasen an.

Das wiederum stimmt.

  • Wenn die Feuerwehr die Tür öffnet um zu löschen, bringt sie O2
    mit rein. Dieser vermischt sich mit der Rauchschicht und den
    Gasen, und dann kann es zu einer heftigen Rauchexplosion
    kommen.

Auch das stimmt.

Insgesamt besteht bei Dir noch einiges an Lernbedarf.

Gandalf

#6

Die Naturwissenschaftler sortieren erst mal verschiedene Vorgänge die nebeneinander ablaufen. Das erleichtert das Verstehen. Beim Zimmerbrand hast Du klassische Verbrennung mit ausreichend Sauerstoff und Pyrolyse ohne oder mit Mangel an Sauerstoff nebeneinander. Die Pyrolyse kann nur stattfinden und aufrecht erhalten werden, wenn genug Hitze also Energie zugeführt wird und diese kommt von den Verbrennungsprozessen. In diesem Zusammenhang ist das Wort Aktivierungsenergie für das Verständnis der Zündung und der Umwandlung der Stoffe wichtig.
Du hast prinzipiell alles ganz gut erfasst mit eigenen Worten und das verdient Anerkennung.
Udo Becker

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#7

@ Udo: Danke für die Info und die aufmunternden Worte! Darf ich nochmal nachfragen: Das „bestehende“ Feuer hat somit 2 Aufgaben - 1. dafür sorgen, dass der Nachschub an Pyrolyse-Gasen nicht aufhört, und 2. die Energie beisteuern, damit diese Gase dann auch mit dem Sauerstoff reagieren? Unverbrannte Pyrolysegase können sich also aus zweierlei Gründen ansammeln: a) weil zu wenig Sauerstoff vorhanden ist bzw. b) weil die Temperatur zwar für die Pyrolyse ausreicht, aber noch nicht für die Oxidation (was einfach daran liegen kann dass einige brennbare Stoffe etwas weiter vom Feuer entfernt sind)?
Danke im Voraus…

#8

Hi diego001!

Hallo, ich bin Chemie-Nerd…

Dann benimm dich auch so!

… und brauche

Ein Nerd braucht nicht, und fragt erst recht nichts, ohne Absicht!

Alles weiter lässt sich erfragen, auch hier, aber nicht mit Vorab-Thesen und durchnummerierten Halbwahrheiten, großzugig geschätzt.

Gruß, Zoelomat

#9

Aber nicht mit
Vorab-Thesen und durchnummerierten Halbwahrheiten, großzugig
geschätzt.

Wenn ein Fragesteller nichts schreibt, heißt es aber gleich „Was hast Du schon heraus gefunden ?“ und „Sag mal erst, was Du schon weißt, wir wollen es Dir nicht zu leicht machen“ und „Hier werden keine Hausaufgaben erledigt“ usw.
Udo Becker

1 Like
#10

Hallo,

ich zitiere mal kurz aus der „Netiquette“:

2.Beschreibe das Problem genau. So vermeidest Du Nachfragen und Rätselraten. Versuche, es in wenigen Worte präzise zusammenzufassen, und denke daran, alle Angaben zu machen, die für die Lösung des Problem hilfreich sein könnten. Beschreibe welche Lösungsansätze du bereits unternommen hast.

Ich gebe zu, das mit dem „kurz zusammenfassen“ ist mir nicht wirklich gelungen, aber wer den Thread gelesen hat, wird auch verstehen, dass das in diesem Fall schwierig ist: ich suche nicht nach einem Stichwort, sondern möchte einen Zusammenhang verstehen.

@ Zoelomat und Gandalf
Bei allem Respekt, aber wenn ich das lese…

„aber nicht mit Vorab-Thesen und durchnummerierten Halbwahrheiten, großzugig geschätzt.“
„Nö“ „Nö“ „Nö“ „Stimmt so auch nicht“ „Insgesamt besteht bei Dir noch einiges an Lernbedarf“ „Ein Nerd braucht nicht, und fragt erst recht nichts, ohne Absicht!“

…dann frag ich mich schon ob ihr Sinn und Zweck solcher Foren verstanden habt?

Meine Thesen zu diesem Thema habe ich mir nicht aus den Fingern gesogen, sie sind das Ergebnis tagelanger Suche im Internet + in Fachbüchern. Aber als Nicht-Chemiker stößt man irgendwann an seine Grenzen. Wenn die Fragestellung zu lang oder komplex ist, bin ich nicht beleidigt, wenn die erhofften Antworten nicht kommen. Aber arrogante Belehrungen und Maßregelungen machen jedes Forum kaputt.

@ Udo: nochmal danke!

Vg,
Diego

#11

Hallo diego001,

laut deiner UP:

", ich bin Chemie-Nerd "

hatte ich eine andere Meinung von dir als jetzt, wo du dich als: „Nicht-Chemiker“ bezeichnest, siehe:

Internet + in Fachbüchern. Aber als Nicht-Chemiker stößt man

Ja was denn nun? Chemie Nerd oder Nicht-Chemiker?
Frage dich, was versteht man denn allgemein unter einem Nerd? Also die Definition von „Nerd“ solltest du kennen.

Ebenso ist es mit der Definition von: „Pyrolyse“.
Du wehrst dich anscheinend, daß das alles bereits hinlänglich bekannt ist.
Da brauchst du gar keine „Thesen“ mehr aufzustellen:

Meine Thesen zu diesem Thema habe ich mir nicht aus den
Fingern gesogen, sie sind das Ergebnis tagelanger Suche im

Das ist seit den Zeiten der Alchemie bekannt was unter einer Pyrolyse verstanden wird, z.B.:
http://de.wikipedia.org/wiki/Pyrolyse
daraus:
„Die Pyrolyse bzw. pyrolytische Zersetzung (von altgriechisch πῦρ pyr ‚Feuer‘ und λύσις lýsis ‚(Auf)Lösung‘)[1] ist eine thermo-chemische Spaltung organischer Verbindungen, wobei durch hohe Temperaturen (200–900 °C) ein Bindungsbruch innerhalb großer Moleküle in kleinere erzwungen wird.
Im Gegensatz zur Vergasung und zur Verbrennung geschieht dies ausschließlich unter der Einwirkung von Wärme und ohne zusätzlich zugeführten Sauerstoff, …“

Da hast du dann gleich den Übergang zu deinem Wissenswunsch (Zimmer)brand: „Im Gegensatz zur Vergasung und zur Verbrennung …“

Deine „tagelange Suche im :Internet + in Fachbüchern“ hättest du dir ruhig sparen können.

Gruß

Tankred

1 Like
#12

Moin,

@ Zoelomat und Gandalf
Bei allem Respekt, aber wenn ich das lese…

„Nö“ „Nö“ „Nö“ „Stimmt so auch nicht“ „Insgesamt besteht
bei Dir noch einiges an Lernbedarf“

was hast Du daran zu mäkeln, wenn ich Deine Aussagen als falsch bezeichne, wenn sie falsch sind und ich Dir Lernbedarf attestiere?

Das was richtig war, hab ich ja auch als richtig angemerkt (nur das hast Du hier nicht erwähnt).

Gandalf