Umgang mit Wasserstoff aus Druckgasflaschen
Bei Versuchsapparaturen ist es üblich, zuerst eine negative Knallgasprobe abzuwarten, bis ein Wasserstoffstrom entzündet werden darf.
Wenn Wasserstoff aus einer Druckgasflasche ausströmt, ist der Schlauch nach einigen Sekunden mit Wasserstoff gespült und frei von Sauerstoff. Der Wasserstoff-Strom kann auch ohne Knallgasprobe entzündet werden. Dies ist beim Schweißen üblich. Dort wird das Brenngas zuerst entzündet und dann Sauerstoff zugeführt. Damit ein Flammenrückschlag vermieden wird, wird eine Rückschlagsicherung verwendet.
Rückschlagsicherung – Selbstbauvariante und Profiversion
In einfachster Form findet eine solche Rückschlagsicherung auch im Chemieunterricht ihre Anwendung, und zwar in Form von Kupfer- oder Stahlwolle bzw. Drehspänen, die in ein ausgezogenes Glasrohr, das als Brenndüse dient, eingeschoben werden. In dem Bild oben brennt der Wasserstoff mit deutlich sichtbarer Flamme aufgrund von Verun-reinigungen auf den Kupferdrehspänen. Bei geringer Durchflussmenge, wie z. B. der Wasserstoffentwicklung bei chemischen Versuchen, ist dies eine sichere Methode.
Wird mit Druckgasflaschen gearbeitet, ist eine professionelle Flammenrückschlagsicherung angebracht. Diese sind nicht teuer und werden zwischen Druckminderer und Gasschlauch eingebaut. Dies kann jeder Sammlungsleiter selber durchführen. Eine solche Rückschlagsicherung ist auf dem obigen Bild ebenfalls zu sehen.
Funktionsweise eine Flammenrückschlagsicherung
Das Herzstück der Rückschlagsicherung entspricht der Metallwolle in der Selbstbauvariante. Der Hersteller der Rückschlagsicherung, die Firma Witt, erklärt die Funktion der Flammenrückschlagsicherung folgendermaßen:
Im Herzen der Flammenrückschlagsicherung … arbeitet ein Hohlzylinder aus gesintertem Edelstahl (Flammensperre). Dieser ist wesentlich für das Aufhalten eines Flammenrückschlags. Der Mechanismus funktioniert aufgrund der hochporösen Struktur des Materials. Die Flammen verlieren sich in den feinen Verästelungen des Sinterkörpers, verlieren ihre Energie und erkalten.
ausgebauter, hochporöser, gesinterter Körper aus Edelstahl
Einen Film des Herstellers Witt, der die Funktion der Rückschlagsicherung näher erläutert, finden sie unter folgendem Link:
Flammenrückschlagsicherung
Eine Zusammenfassung mit Gefahrenhinweisen finden Sie unter:
Wasserstoff direkt an der Flasche entzünden
Nachweis von Wasser als Verbrennungsprodukt
Das Verbrennen von Wasserstoff ist eines der am leichtesten vorzuführenden Reaktionen, da man relativ leicht das Reaktionsprodukt, Wasser, nachweisen kann.
Auch erkennen Schüler am Beschlagen einer kalten Becherglas Wasser, man kann aber auch z.B. einen digitalen Feuchtesensor verwenden.
Wasserstoff und Erdgas Verbrennungsprodukte
Ein analoger Feuchtesensor ist wasserfreies Kupfersulfat, das mit dem Wasser an der Wand des Becherglases blau wird.
Weitere Experimente finden Sie unter