DIE FIREBUSTERS

Benzinbrand & Wasser

Das Thema „Benzinbrand und Wasser“ ist ein Klassiker in der Feuerwehrausbildung. Denn das als Universallöschmittel hoch gepriesene Wasser versagt hier kläglich. Hingegen können andere im täglichen Leben verwendete brennbare Flüssigkeiten, wie etwa Brennspiritus (im Wesentlichen hochprozentiger Alkohol) und Nagellackentferner (chemisch gesehen Aceton), damit gelöscht werden. Wieso gibt es derartige Unterschiede? Und welches chemische Geheimnis steckt dahinter? Damit wollen wir uns in dieser Folge der Firebusters beschäftigen!

Zucker im Kaffee und Fett auf der Suppe: Wenn wir ein Stück Zucker in den Kaffee werfen, wird dieser aufgelöst, das heißt, seine Moleküle verteilen sich gleichmäßig in der Flüssigkeit. Ganz anders verhalten sich jedoch die Fettmoleküle, beispielsweise in einer starken Knochensuppe: Sie lösen sich nicht auf, sondern schwimmen als kugelige Fettaugen obenauf. Wie kann man diesen Unterschied erklären?

Wundermolekül Wasser
Dazu muss man wissen, dass Wasser, als wichtigstes Lösungsmittel, eine ganz besondere Flüssigkeit ist. Es besteht aus Molekülen, welche eine kleine polare Ladung (Dipol) besitzen. Das Wasserstoffmolekül (H2O) ist dabei aus einem Sauerstoffatom (O) und zwei Wasserstoffatomen (H) zusammengesetzt, welche in einem Winkel von 105 Grad, wie zwei Hasenohren, abstehen. Durch die bei der Bindung auftretende Ladungsverschiebung (siehe Abbildung) entsteht nun ein elektrischer Dipol. Dieser ist für die hervorragende Eigenschaft des Wassers als Lösungsmittel verantwortlich.

Über die Löslichkeit
Nun können aber nicht alle Stoffe in Wasser gelöst werden. Die Löslichkeit einer Substanz hängt davon ab, wie sich seine Moleküle mit den Wassermolekülen „vertragen“. Nach dem Motto „Gleiches löst sich in Gleichem (lat. similia similibus solvuntur) kann daher Wasser, als polare Flüssigkeit nur ähnliche polare Stoffe lösen:
Ein Zuckermolekül ist, chemisch gesehen, aufgrund seiner -OH-Gruppe ausgesprochen polar und lässt sich daher leicht in Wasser lösen.

Ein Fettmolekül (auch Benzin- und Dieselöl gehört in diese Kategorie) besteht hauptsächlich aus einer langen Kette von Kohlenund Wasserstoffatomen, in welcher hingegen die elektrischen Ladungen gleichmäßig verteilt sind. Es handelt sich also um einen unpolaren Stoff.


Benzin und Alkohol versus Wasser

Mit den hier beschriebenen Experimenten kann man zeigen, wie unterschiedlich sich Benzin und Alkohol mit Wasser mischen. Man erkennt auch, warum ein Benzin- oder Dieselölbrand nicht mit Wasser gelöscht werden kann.

Materialien

  • Porzellanschale
  • Brennspiritus (Ethylalkohol)
  • Feuerzeugbenzin
  • Spritzflasche
  • Stabfeuerzeug

Versuch 1: Alkoholbrand
In die Porzellanschale wird Brennspiritus gegeben und mit dem Feuerzeug entzündet. Der Alkohol brennt mit einer fast farblosen Flamme und wird mit dem Wasser aus der Spritzflasche versetzt. Nach einiger Zeit verlöschen die Flammen, der Brand wurde durch Zugabe von Wasser gelöscht.

Erklärung:
Da Alkohol und Wasser polare Flüssigkeiten sind, können sie sich gut vermischen. Bei starker Verdünnung mit Wasser wird der Flammpunkt von Ethylalkohol (etwa 13 °C) unterschritten und der Brand erlischt.

Versuch 2: Benzinbrand
Die Versuchsanordnung ist wie beim Alkoholbrand zu verwenden. Das Benzin brennt nach Entzündung mit heller Flamme, läuft aus der Porzellanschale über und benetzt den Labortisch. Dabei bildet sich ein kleiner Flächenbrand aus.

Erklärung:
Benzin ist, als unpolare Flüssigkeit, nicht mit Wasser (Dichte 1) mischbar. Da es auch leichter als Wasser ist (Dichte 0,74), schwimmt es nach oben auf und brennt weiter. Es kann mit Wasser also nicht gelöscht werden! Ähnliche Phänomene treten auch bei Dieselkraftstoffen in der Praxis auf.

Literaturhinweis
WIDETSCHEK O.: DER GROSSE Gefahrgut-Helfer – Gefahren, richtiges Verhalten und Einsatzmaßnahmen bei Schadstoff-Unfällen; Leopold Stocker Verlag, Graz-Stuttgart, 2012. In diesem Lehrbuch werden die meisten der hier wiedergegebenen Experimente ausführlich beschrieben. Bestellungen über www.brandschutzforum.at – Shop.

Links ein Alkoholbrand: Durch die Beigabe von Wasser erlischt die Flamme. Rechts ein Benzinbrand: Durch die Beigabe von Wasser schwimmt das Benzin auf – die Flamme kann nicht gelöscht werden.