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Alt 02.12.2019, 18:32   #1   Druckbare Version zeigen
frank_w  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 16
Stickoxide schon beim Gasbrenner

Moin,

ich lese grade bei Wikipedia den Eintrag zu "Zeldovich-Mechanismus". Da steht "Die Bildungsrate von NO nimmt bei Temperaturen oberhalb des Bereichs von 1200 °C bis 1400 °C... zu." Wenn man in der Schule den Gasbrenner mit der rauschenden Flamme betreibt, erreicht doch wohl ähnliche Temperaturen.

Weiß jemand, ob sich da nennenswert NO bildet? Oder andere Stickoxide? Ich frage mich nämlich angesichts des Klimawandels, ob nicht im Schulzusammenhang der Brenner weitgehend ersetzt werden kann. Es strömt ja auch nicht wenig Methan unverbrannt aus, wenn die Schüler versuchen das Ding anzuzünden.

Viele Grüße
Frank
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Alt 02.12.2019, 18:51   #2   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.747
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

NOx werden schon bei einer Kerzenflamme produziert,jetzt solltest du "nennenswerte Mengen" definieren.
Bzgl. des globalen(!) Klimas wäre die Abschaffung von Gasbrennern im Chemieunterricht nicht einmal der Tropfen auf einen heißen Stein.
Es wird doch heutzutage sowieso viel zu wenig experimentiert im Chemieunterricht.
Da sind die Mengen,die dort an Stickoxiden und Feinstäuben produziert werden,
vollkommen irrelevant.
Methan wird mWn auch nicht für solche Gasbrenner verwendet.
Da wäre es für das Klima sicherlich effektiver,wenn jeder Schüler für jede Chemiestunde einfach auf ein Stück Fleisch verzichtet,zumindest die Klimagas-Bilanz wäre günstiger.
Aber bloß nicht so vermitteln,daß man wegen Chemieunterricht auf Fleisch verzichten muß.

Fulvenus!
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Alt 02.12.2019, 19:06   #3   Druckbare Version zeigen
frank_w  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 16
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Mir ist schon klar, dass die Schulgasbrenner in deutschen Schulen am Klimawandel keinen nennenswerten Anteil haben... Aber Erdgas besteht doch wohl überwiegend aus Methan, welches ja um ein Vielfaches klimaschädlicher ist als Kohlendoxid.

Eine Kerzenflamme dürfte ja aber deutlich weniger heiß als die rauschende Brennerflamme sein. Und wenn bis zu zehn von den Brennern laufen, ist das für die Raumluft schon nicht ohne. "Nennenswert" ist da keine Zahl für mich. Könnte ja sein, dass jemand da was substanzielles an Messwerten hat.

(Ich will ja nicht Schülerexperimente abschaffen, im Gegenteil. Außerdem wird heute eher mehr experimentiert als "früher" - zumindest wenn man meine Schulzeit als Vergleich heranzieht.)
frank_w ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2019, 21:55   #4   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.633
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Es gibt elektrische "Brenner", da strömt elektrisch erhitzte Luft aus einem Rohr. Die Temperatur der Luft läßt sich einstellen. So kann frau/man oft bei niedrigerer Temperatur arbeiten als mit der rauschenden Bunsenflamme. Um Tiegel zu erhitzen gibt es weitgehend geschlossene elektrische Tiegelöfen.

In jedem Fall stellt sich das temperaturabhängige Gleichgewicht zwischen N2 + O2 <=> 2 NO ziemlich schnell ein, egal au welche Weise die Luft erhitzt wird. Deshalb sind möglichst niedrige Temperatur und möglichst geringer Durchsatz an Luft das Einfachste um NOx zu minimieren.
Mit Hilfe von Bädern (Wasser-, Sole-, Öl-, Sand-, Metallbad) lässt sich der Wärmeübergang NOx-frei beschleunigen.
Sicher sind alle diese Maßnahmen im Labor nur ein Nanoliter auf den heißen Stein doch kommt es im Unterricht viel mehr darauf an, Bewußtsein zu wecken als Mengen zu erreichen.
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2019, 23:06   #5   Druckbare Version zeigen
pleindespoir Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.791
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Zitat:
Zitat von cg Beitrag anzeigen
Es gibt elektrische "Brenner", da strömt elektrisch erhitzte Luft aus einem Rohr.
Die sind besonders umweltfreundlich und klimaneutral, weil sie elektrisch sind und elektrisch ist generell gut fürs Klima

Dass dabei am anderen Ende der Steckdose die vierfache Energie umgesetzt werden muss, ist für Greteljünger viel zu kompliziert und daher völlig ohne Belang.
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Alt 03.12.2019, 06:43   #6   Druckbare Version zeigen
imalipusram Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.294
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Zitat:
Zitat von frank_w Beitrag anzeigen
ob nicht im Schulzusammenhang der Brenner weitgehend ersetzt werden kann.
Das Verschrotten (aehm: Recyling, sorry) der Altgeräte sowie Produktion und Transport der Neugeräte dürften ein Mannigfaches an Schadstoffen freisetzen im Vergleich zur Weiterverwendung der existierenden uncoolen alten Brenner.

Aber genau das könnte der Aufhänger für eine interessante und nachhaltige Unterrichtsstunde sein, mit Verbrennungschemie, Stickoxiden, Fakten finden und checken, Umweltbilanzen aufstellen, komplexe Netzwerke erkennen und beurteilen: "Amerikanische Wissenschaftler haben (oder meinetwegen Greta Thunberg hat) herausgefunden, daß Bunsenbrenner im Betrieb die als gefährlich und umweltschädlich bekannten Stickoxide freisetzen. Sollen wir nun unsere Brenner in der Schule wegwerfen und ersetzen oder vielleicht ganz auf den praktischen Chemieunterricht verzichten?".
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Und so gehts hier manchmal zu (sowas Ähnliches wie Fronleichnam, hier wird TuDiGong, dem Erdgott, tüchtig eingeheizt!) Oder so (auch ungeeignet für Gefahrstoffphobiker) und so und so.

Geändert von imalipusram (03.12.2019 um 06:48 Uhr)
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Alt 03.12.2019, 08:42   #7   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 23.240
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Zitat:
Zitat von pleindespoir Beitrag anzeigen
Die sind besonders umweltfreundlich und klimaneutral, weil sie elektrisch sind und elektrisch ist generell gut fürs Klima

Dass dabei am anderen Ende der Steckdose die vierfache Energie umgesetzt werden muss, ist für Greteljünger viel zu kompliziert und daher völlig ohne Belang.
dass sich junge Leute Gedanken machen, ob es zu den bestehenden Methoden Alternativen gibt, die nachhaltiger sind, ist sehr wünschenswert. Nach einer eingehenden Erörterung der Sachlage sollte man halt die richtigen Schlüsse ziehen. Wenn es in diesem Fall so ist, dass Alternativen nicht nachhaltiger sind, sollte man sie lassen.
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The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
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Alt 03.12.2019, 09:46   #8   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.572
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Das Thema ist ziemlich komplex. Schon alleine die Fragestellung, wie viel Stickoxide da entstehen, ist wohl am einfachsten Experimentell zu bestimmen. Zum Vergleich: die Verbrennungstemperatur im Dieselmotor liegt bei ca. 2000 °C. Bei beiden Verbrennungen kühlt aber das Gemisch ab, wobei sich die Zusammensetzung wider ändert, hin zu weniger Stickoxiden. Man ist bei allem nicht bei irgendwelchen Gleichgewichtslagen, was das Ganze noch komplzierter macht.

Wenn Du mal die Abgase eines Diesels gerochen hast, dann wirst Du feststellen, dass das ziemlich säuerlich "riecht". Beim Bunsenbrenner ist mir das noch nicht aufgefallen. Der Anteil Stickoxide in dem Brennerabgas dürfte also deutlich niedriger sein, als bei einem Motor.

Neben der Betrachtung des Abgases - und hier habe ich ja nur über NOx gesprochen - ist es wie erwähnt wichtig, sich das Gesamtkonstrukt anzuschauen. Und hier zählt nicht nur das Geld, das die Schule auf den Tisch legen muss, sondern auch die Umweltschädigung durch den Ersatz: Entsorgung, Produktion neuer Geräte, Vergleich der Energierzeugung beider Verfahren, Transport, Verpackung etc.

Im Normalfall dürfte herauskommen, dass die alten Brenner wohl am besten weiter benutzt werden sollten, der Einsatz aber am besten minimiert werden sollte: Brennerlaufzeit minimieren.

Eine schöne Schüler-Aufgabe dürfte schon folgende Berechnung sein: ab welcher Zeit, die ich einen Brenner nicht brauche, ist es günstier ihn auszumschen und neu zu zünden, als ihn weiter laufen zu lassen. Hier spielen so Späße rein, wie Sparflamme, Klimaeinfluss von CO2 gegen Methan, Lebensdauer von Methan in der Atmosphäre, Gasausstoß beim Zündprozess etc. Schon alleine für diese Fragestellung kann man einige Unterrichtsstunden aufbringen.

Elektrobrenner haben den Vorteil, dass sie eine viel bessere Temperaturregulierung erlauben. Die Frage nach der Umweltbilanz ist relaitv klar: Zusätzlicher elektrischer Verbrauch wird zur Zeit wohl durch Verbrennung gepuffert. Ein Einsatz von e-Brennern aus Umweltschutzgründen dürfte wohl das Gegenteil bewirken. Etwas anders könnte man das betrachten, wenn die Schule ihre eingenen Solarzellen und einen Stromspeicher hat. Anders ist es zu betrachten, wenn die Schule elektrisch autark ist.
__________________
Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
Cyrion ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.12.2019, 15:40   #9   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.633
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Natürlich wird es kompliziert, wenn frau/man nicht nur die Bildung von NOx betrachtet, sondern das ganze System, in dem wir leben.

Das in der Schule auch nur zum Thema zu machen ist ziemlich unsinnig, weil die Quantifizierung der vielfältigen Einflüsse schwierig ist. Bei so kleinen Verbrauchern wie den Bunsenbrennern ergibt sich zwangsläufig, dass Weiterbenutzen ökologischer ist und das Nutzerverhalten den Ausschlag gibt. Z.B. ist es sinnvoll zwei Gramm Wasser in einem Reagenzglas mit einem Bunsenbrenner zu erhitzen, der über 1 kW verbraucht. Ergebnis: Sehr schlechter Wirkungsgrad.

Besser ist die Datenlage z.B. bei Kühlschränken. Für etliche Produkte gibt es auch bereits solche Untersuchungen, z.B. vom Ökoinstitut.


Bei der Betrachtung der elektrischen Brenner spielt auch eine Rolle, wann sie betrieben werden und wo. An lokalen Teilnetzen mit geringer Einspeisung von Solar- oder Windstrom oder aus Wasserkraft werden die Lastspitzen tagsüber durch Gasturbinen oder Speicher abgepuffert. Die Grundlast wird hingegen von Atom- und Kohlekraftwerken bereitgestellt, die sich nur langsam regeln lassen.


Interessant ist auch die Betrachtung der Photovoltaik. Das Silizium, das Glas, der Kunststoff und das Aluminium werden kontinuierlich erzeugt, also mit Grundlaststrom.
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.12.2019, 00:09   #10   Druckbare Version zeigen
pleindespoir Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.791
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Zitat:
Zitat von cg Beitrag anzeigen
ist es sinnvoll zwei Gramm Wasser in einem Reagenzglas mit einem Bunsenbrenner zu erhitzen, der über 1 kW verbraucht. Ergebnis: Sehr schlechter Wirkungsgrad.
Weshalb folgt daraus ein schlechter Wirkungsgrad ?

Bitte Mittelstufenphysik wiederholen !

PS: Welcher Bunsenbrenner "verbraucht" 1 Kilowatt?

Entschuldige, aber Du erzählst totalen Blödsinn
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pleindespoir ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.12.2019, 12:22   #11   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.633
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Weil dabei die meiste der erzeugten Wärme ungenutzt mit dem Abgas flöten geht.

Welche Leistung hat denn Dein Bunsenbrenner?


Natürlich entschuldige ich solche unbegründeten Anwürfe nicht. Sie perlen ab.
cg ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 07.12.2019, 23:31   #12   Druckbare Version zeigen
pleindespoir Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.791
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Zitat:
Zitat von cg Beitrag anzeigen
Sie perlen ab.
Offenbar ist Dir dieser Vorgang bereits aus Schule und Ausbildung sehr vertraut.
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pleindespoir ist offline   Mit Zitat antworten
Alt Gestern, 08:07   #13   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.633
AW: Stickoxide schon beim Gasbrenner

Ja, es finden sich allenthalben Dreckschleudern, die zur Sache wenig zu sagen haben, das Maul dafür umso weiter aufreißen müssen.
cg ist offline   Mit Zitat antworten
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bildung, gasbrenner, nox, stickoxide

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