Hallo und herzlich willkommen zu diesem Lehrvideo zu dem schönen und eindrucksvollen Demonstrationsexperiment der Wachsflammenwerfer. Für dieses Experiment benötigen Sie ein 400 ml Becherglas, Wasser, einen Bunsenbrenner, Wachs, eine Reagenzglasklemme und ein nichtfeuerfestes Reagenzglas.

Reagenzgläser, die nichtfeuerfest sind, erkennen Sie daran, dass Sie keinen Aufdruck haben. Bevor Sie mit dem Experiment beginnen, sollten in zwei bis drei Metern um den Experimentierort herum alle brennbaren Gegenstände und Chemikalien entfernt werden. Außerdem müssen Sie darauf achten, dass die Öffnung des Reagenzglases beim Eintauchen

in das kalte Wasser von Ihnen als experimentierender Person und dem Publikum abgewandt ist. Es besteht Spritzgefahr. Normalerweise sollte bei Demonstrationsexperimenten entsprechend unserer Lesrichtung von links nach rechts gearbeitet werden, damit die SchülerInnen das Experiment besser nachverfolgen können.

In diesem Video wird aus Sicherheitsgründen davon abgesehen, denn die Öffnung des Reagenzglases sollte nicht auf Türen, wie die Tür des Chemieraumes oder der Chemiesammlung gerichtet sein, durch die unerwarteter Weise Personen eintreten könnten. Um einen besonders schönen und deutlichen Effekt zu erzielen, können Sie vor einem dunklen Hintergrund arbeiten.

Um das spätere Aufräumen und Reinigen zu vereinfachen, können Sie zudem den Tisch und den Boden mit Alufolie auslegen. Als erstes wird das Becherglas zu drei Viertel mit kaltem Wasser gefüllt. Das Becherglas wird nun so in einigem Abstand zum Bunsenbrenner positioniert, dass der Auslass des Becherglases von der experimentierenden Person abgewandt ist.

In das Reagenzglas wird ca. 2 cm breit Wachs gegeben. Anschließend wird der Brenner entzündet und das Wachs im Reagenzglas erhitzt. Da Sie mit einem nicht feuerfesten Reagenzglas arbeiten, ist es umso wichtiger, dass Sie vorsichtig hin und her schwenken und nicht punktuell das Reagenzglas erhitzen.

Das Wachs wird flüssig und fängt an zu verdampfen. Sie sehen oberhalb des flüssigen Wachses und unterhalb des weißen Nebels einen transparenten Bereich mit durchsichtigen Dämpfen. Dies ist der reine Wachsdampf. Oberhalb in dem weißen Nebel befindet sich vermutlich ein Stoffgemisch aus Wachsdampf,

Feuchtigkeit und ähnlichem. Sie haben genug erhitzt, wenn der farblose Dampf zu drei Viertel aus dem Reagenzglas entwichend ist. Meist hört man dann auch ein leises Knistern. Ganz aus dem Reagenzglas entweichen sollte der Wachsdampf noch nicht, denn dann könnten sich die Wachsdämpfe bereits entzünden. Nun stellen Sie das Reagenzglas schnell in das Becherglas mit kaltem Wasser.

Geübte Experimentatoren können dabei schnell die Reagenzglasklammer öffnen. Dies können Sie auch vor Durchführung des Experiments mehrfach üben.

Es geht aber auch, wie in diesem Video zu sehen, dass Sie die Klammer an dem Reagenzglas belassen. Durch das Gewicht der Klammer bewegt sich das Reagenzglas dann von selbst so hin, dass es zum Auslass des Becherglases zeigt. Daher ist die Positionierung des Becherglases mit dem Auslass abgewandt von der experimentierenden

Person zu Beginn des Experimentes so wichtig. Wie ist der Versuch zu erklären? Bei diesem Experiment finden physikalische und chemische Prozesse statt. Wird das Reagenzglas mit dem heißen Wachs in kaltes Wasser getaucht, springt das Reagenzglas und bekommt Risse.

Somit kann kaltes Wasser in das Reagenzglas eindringen und verdampft dort wegen der großen Hitze des geschmolzenen Wachses explosionsartig. Bei den vorherrschenden 400 Grad Celsius hat Wasserdampf ein 3000-fach größeres Volumen als die gleiche Menge an flüssigem Wasser. Der Wasserdampf treibt daher das heiße Paraffin, aus dem das Wachs besteht, in

feiner Verteilung aus dem Reagenzglas. Daher können Sie eine austretende Wachsbeuge beobachten. Die ablaufende chemische Reaktion ist die folgende. Paraffine sind langkettige Kohlenwasserstoffe. Beim Erhitzen über den Siedepunkt zersetzen sie sich unter Bildung von Alkül- und

Wasserstoffradikalen. Man nennt diesen Vorgang Pyrolyse. Die Radikale sind hochreaktiv. Die Wasserstoffradikale können jedoch im Reagenzglas noch nicht reagieren, da der Luftsauerstoff durch das siedende Paraffin aus dem Reagenzglas vertrieben wird. Die Wasserstoffradikale reichern sich somit im Paraffin an.

Wird dieses nun durch die physikalischen Prozesse in fein verteilter Form aus dem Reagenzglas getrieben, kommen die Wasserstoffradikale in Kontakt mit dem Luftsauerstoff und reagieren dort unter einer Flammenerscheinung zu Wasser. Es handelt sich also um eine abgewandelte Form der Knallgasreaktion. Die Flammenfarbe des Wachsflammenwerfers weist daher denselben

Gelbton auf, wie er zum Beispiel auch bei einem Wasserstoffballon, der gezündet wird, zu sehen ist. Der Wachsflammenwerfer ist jedoch nicht nur ein schöner Showversuch. In unserem Alltag wird dasselbe Prinzip der Radikalspaltung von Kohlenwasserstoffen zum Beispiel beim Cracken von Erdöl ausgenutzt.

Darüber hinaus kommt es beim sogenannten Klopfen von Otto-Motoren auch ungewollterweise in unserem Alltag vor. Hierbei handelt es sich um eine verfrühte Zündung des Benzindampfluftgemisches im Motorraum, das durch Wasserstoffradikale ausgelöst wird. Sie sehen also, dass der Wachsflammenwerfer einen großen

Alltagsbezug aufweist. Ich wünsche Ihnen nun viel Freude beim Nachmachen und Durchführen dieses tollen Versuches.