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Diese Umfrage war vom 3. März 2010 bis 31. Mai 2010 aufgeschaltet. Diese Umfrage basiert aus einer Meldung der KAPO Bern, dass sich in einer Papierfabrik am 2. April 2009 ein Wasserstoffperoxid-Tank aus unbekannten Ursache erwärmt hat. Die aufgebotene Feuerwehr hat den Tank mit Wasser gekühlt und zusätzlich meachanisch geflutet und das verdünnte Wasserstoffperoxid über einen Abwasserkanal abgelassen.

Möglicher Grund

Ein möglicher Grund für die Erwärmung dieses Tanks ist die Zersetzung von Wasserstoffperoxid. Diese chemischen Reaktionen ist exotherm, dass heisst es wird Wärme frei. Zudem steigt bei dieser Reaktion bei zunehmender Temperatur die Reaktionsgeschwindigkeit. In diesem Fall ergibt sich eine positive Rückkopplung, bei welcher die Reaktion immer rascher abläuft; man spricht in diesem Zusammenhang von Runaway-Reaktionen.  Läuft die Zersetzung in einem Tank ab, besteht aufgrund des Druckaufbaus eine akute Gefährdung des Bersten des Tanks.

Katalytische Zersetzung

Brisant ist die Zersetzung von Wasserstoffperoxid deshalb weil die Reaktion durch einen Katalysator beschleunigt werden kann. Zudem wird nur wenig Katalysatorsubstanz benötigt um die Zersetzung zu beschleunigen, so dass die Wärmeabfuhr durch den Tank kleiner ist als die durch die Reaktion  entstehende Wärme. Womit eine Temperaturerhöhung resultiert und sich die Reaktionsgeschwindigkeit weiter beschleunigt.

Runaway-Reaktionen, die durch einen Katalysator beschleunigt werden sind gefährlich, weil der Katalysator bestehen kann aus:

  • Resten, der vorher in einem Tank gelagerten Chemikalie (z.B. nach Umpumpen von Chemikalien)
  • Reste des verwendeten Tank-Reinigungsmittels
  • Durch chemische Veränderungen am Tank (z.B. Rostbildung)

Im folgenden Video sehen Sie die Zugabe von Manganoxid zu einer Wasserstoffperoxidlösung:

Im folgenden Video sehen Sie die Zugabe von Silberoxid zu einer Wasserstoffperoxidlösung und die folgende heftige Reaktion:

Im folgenden Video sehen Sie Rost in einer Wasserstoffperoxidlösung und die vergleichsweise langsame Zersetzung von Wasserstoffperoxid:

Unsere Frage:

Wieso sind exotherme Reaktionen, die durch einen Katalysator beschleunigt werden und mit zunehmender Temperatur schneller ablaufen brisant?

Welche der folgenden Antworten trifft am Besten zu:

a) weiss nicht
b) Der Katalysator wird durch die Reaktion nicht aufgebraucht.
c) Im Vergleich zur Menge Reaktionschemikalie wird viel Katalysator benötigt.
d) Die Reaktionschemikalie reagiert mit dem Katalysator.

 

Keine Antwort wussten 5%. Die Aufschlüsselung der Antworten b), c)  oder d) ergibt folgende Aufteilung in Prozenten:

Auswertung

Die Antwort "c) Im Vergleich zur Menge Reaktionschemikalie wird viel Katalysator benötigt." ist falsch, wie auch der Video zeigt: Es wird nur wenig Katalysator benötigt um eine grössere Menge Wasserstoffperoxid zu zersetzen.

Zur Unterscheidung zwischen Antwort b) und d) muss man sich die Definition was überhaupt ein Katalysator ist in Errinnerung rufen: Nämlich ein Stoff, der die Aktivierungsenergie zum Ablauf einer bestimmten Reaktion herabsetzt und dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht, ohne bei der Reaktion verbraucht zu werden [Römpp Chemie Lexikon].

Die Aussage "d) Die Reaktionschemikalie reagiert mit dem Katalysator." ist ungenau, weil auch ein Stoff, der kein Katalysator ist, mit der Reaktionschemikalie reagieren kann. Eine chemische Reaktion muss nicht zwingend brisant sein (z.B. wenn sie kontrolliert abläuft).

Die Antwort "b) Der Katalysator wird durch die Reaktion nicht aufgebraucht." beschreibt, was den Katalysator in diesem Fall brisant macht: Weil er nicht aufgebraucht wird, wird auch nur eine kleinere Menge benötigt, d.h es reicht auch nur wenig Verunreingung um die Zersetzung von Wasserstoffperoxid zu unterhalten. Die Antwort b) trifft deshalb auf die Frage am Besten zu.

 

Highlights

29.12.2016 16:20

Auswertung Umfrage "Aktivierungs- energie"

finden Sie [hier]




21.12.2016 18:22

MET für Windows Version 6.5

Die wichtigsten Neuerungen [mehr]




11.10.2016 15:46

Die App zu MET: Eine Vorschau

[mehr]




13.05.2016 08:31

Mai Service-Update für MET für Windows 6.0 verfügbar.

[mehr]




31.12.2015 15:49

Auswertung Umfrage "Kaltes Feuer"

finden Sie [hier]




12.11.2015 19:40

Openstreetmap

Version 6 von MET für Windows unterstützt die Verwendung von Openstreetmap-Karten [hier]



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