FNR
Material
- 1 Mandarine oder Clementine (um keine Lebensmittel zu verschwenden, benutzt bitte eine angefaulte oder aus anderen Gründen nicht mehr essbare Frucht).
- 1 Wunderkerze
- Feuerzeug oder Streichhölzer
Gefahrenhinweise
Achtung! Dieses Experiment sollte unbedingt in Anwesenheit eines Erwachsenen durchgeführt werden. Haare zusammenbinden, eventuell Schutzbrille tragen. Den Kopf nicht über die Mandarine halten. Abstand zur Wunderkerze halten.
Bedenke ebenfalls dass die Wunderkerze Funken abgibt, die Spuren auf einem Holz- oder Plastiktisch, oder Löcher in einer Tischdecke hinterlassen können.
Die Mandarine ist nach dem Experiment nicht mehr essbar.
Durchführung
Stecke eine Wunderkerze in die flache Seite der Mandarine, so dass das freie Stück Draht (das man normalerweise in der Hand hält), nach oben schaut. Dimme eventuell das Licht im Raum. Zünde die Wunderkerze mit einem Feuerzeug oder Streichholz an und beobachte was passiert. Die Wunderkerze brennt ab und die Mandarine leuchtet danach kurz auf.
Prinzip
Die Mandarine leuchtet, weil die Wunderkerze innerhalb der Mandarine für kurze Zeit weiter brennt. Wie ist das möglich?
Ein Feuer braucht 3 Dinge, damit es brennt: Brennstoff, Sauerstoff und Hitze.
Die Wunderkerze brennt in der Mandarine weiter, weil die Wunderkerze ihren eigenen Brennstoff enthält, und einen anderen besonderen Inhaltsstoff: ein sogenanntes Oxidationsmittel. Dieses liefert Sauerstoff und unterstützt so die Verbrennungsreaktion.
Eine Wunderkerze besteht in der Regel aus einem Metalldraht, der mit einer Mischung aus Brennstoff und dem Oxidationsmittel beschichtet ist. Ein Bindemittel hält die Mischung zusammen.
Der Brennstoff sind Metallpulver (wie Aluminium, Magnesium, Eisen und/oder Titan), das Oxidationsmittel sauerstoffreiche Salze (z. B. Bariumnitrat oder Kaliumnitrat).
Wird die Wunderkerze angezündet, kommt es zu einer Verbrennungsreaktion, bei der Wärme, Licht und andere Nebenprodukte erzeugt werden. Eine wichtige Rolle spielt dabei das Oxidationsmittel. Die sauerstoffreichen Salze zerfallen durch die Hitze. Dabei wird neuer Sauerstoff freigesetzt – der wiederum die Verbrennungsreaktion unterstützt. Eine Wunderkerze brennt also, weil sie beim Verbrennungsprozess ihren eigenen Sauerstoff produziert. Das ist bei einer herkömmlichen Kerze anders: die braucht Sauerstoff aus der Luft.
Das Innere der Mandarine ist relativ trocken. Da die Wunderkerze über ihre eigene Quelle von Brennstoff und Sauerstoff verfügt, brennt sie auch innerhalb der Mandarine so lange weiter, wie genug Brennstoff und Sauerstoff vorhanden ist. Da bei der Verbrennungsreaktion weiterhin Licht produziert wird, und das Fruchtfleisch und die Schale der Mandarine orange sind, leuchtet die Mandarine orange.
Alltag
Bei der Verbrennungsreaktion entstehen auch Gase. Diese sorgen dafür, dass winzige Stücke des brennenden Metallpulvers von der Wunderkerze weggeschleudert werden. Dadurch entstehen die Funken der Wunderkerze.
Die Metallpulver, die als Brennstoff dienen, bestimmen auch die Farbe der Funken. Aluminium, Magnesium und Titan ergeben leuchtend Weiß; Eisen eher Orange, und Ferrotitanium (eine Mischung aus Eisen und Titan) Goldgelb.
Das in den Wunderkerzen enthaltene Oxidationsmittel dient übrigens auch als Sauerstofflieferant bei Feuerwerk-Explosionen.
Autor: Michèle Weber (FNR)
Redaktion: Joseph Rodesch (FNR)
Video: Melanie Reuter & Linda Wampach (FNR)
