Aufgaben: Luft, Nachweisreaktionen und Brandschutz

Luft ist ein Gasgemisch.

1. a) Nenne die beiden Hauptbestandteile der Luft mit ihren ungefähren Volumenanteilen.

1. b) Nenne zwei weitere Bestandteile der Luft.

Beschreibe jeweils, wie du die folgenden Gase nachweist:

1. a) Sauerstoff

1. b) Kohlenstoffdioxid

1. c) Wasserstoff

Damit ein Feuer brennt, müssen drei Bedingungen erfüllt sein.

1. a) Nenne diese drei Bedingungen (Verbrennungsdreieck).

1. b) Nenne für jede Bedingung ein Beispiel, wie man sie bei der Brandbekämpfung wegnehmen kann.

Ein Klassenraum in Köln hat ein Volumen von $200\ \text{m}^3$. Luft enthält ungefähr $21\ \%$ Sauerstoff (Volumenanteil).

1. a) Berechne das Volumen des Sauerstoffs im Raum.

1. b) Berechne das Volumen an Stickstoff, wenn die Luft $78\ \%$ Stickstoff enthält.

1. c) Erkläre, warum die Luft in einem geschlossenen Raum trotz Atmung nicht sofort sauerstofffrei ist, aber gelüftet werden muss.

Ein Holzscheit lässt sich mit dem Feuerzeug nicht entzünden, Holzspäne dagegen schon, und feiner Holzstaub kann sogar explodieren.

1. a) Erkläre diese Beobachtungen mit dem Begriff Zerteilungsgrad.

1. b) Erkläre den Begriff Zündtemperatur und nenne ein Beispiel.

1. c) Begründe, warum Mehlstaub in einer Mühle gefährlich ist.

Ein Streichholz brennt nicht von selbst, obwohl Sauerstoff vorhanden ist. Erst durch Reiben entzündet es sich.

1. a) Erkläre mit dem Begriff Aktivierungsenergie, warum die Reibung nötig ist.

1. b) Erkläre, warum die Verbrennung danach von selbst weiterläuft.

1. c) Beschreibe, wie ein Katalysator die Aktivierungsenergie beeinflusst.

In einer Schulküche fängt Speiseöl in einer Pfanne Feuer. Eine Schülerin will mit Wasser löschen, ein Lehrer legt einen Deckel auf die Pfanne.

1. a) Beurteile beide Maßnahmen mit dem Verbrennungsdreieck.

1. b) Erkläre, warum Wasser auf brennendem Fett zu einer Stichflamme führen kann.

1. c) Nenne weitere Verhaltensregeln im Brandfall und Maßnahmen der Brandvorsorge in einer Schule.

Ein Schüler stülpt ein Glas über eine brennende Kerze. Nach kurzer Zeit erlischt sie, obwohl noch Luft im Glas ist. Er schließt: „Der gesamte Sauerstoff ist verbraucht.“

1. a) Beurteile diese Schlussfolgerung unter Berücksichtigung der Zusammensetzung der Luft.

1. b) Entwickle einen Versuch, mit dem du den Sauerstoffanteil in der Luft bestimmen kannst (Fragestellung, Vermutung, Durchführung).

1. c) Nenne zwei mögliche Fehlerquellen und erkläre ihre Wirkung auf das Ergebnis.

Du erhältst drei farblose Gase in verschlossenen Standzylindern, nämlich Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Stickstoff, ohne Beschriftung.

1. a) Entwickle ein Verfahren, mit dem du alle drei Gase eindeutig unterscheiden kannst.

1. b) Beschreibe die erwarteten Beobachtungen für jedes Gas.

1. c) Begründe, warum die Glimmspanprobe allein nicht genügt.