Zündtemperatur: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 16. Dezember 2021, 15:59 Uhr

Die Zündtemperatur eines Streichholzkopfes liegt bei 180–200 °C.^[1]

Die Zündtemperatur (auch Zündpunkt, Selbstentzündungstemperatur, Entzündungstemperatur oder Entzündungspunkt) ist die Temperatur, auf die man einen Stoff oder eine Kontaktoberfläche erhitzen muss, damit sich eine brennbare Substanz (Feststoff, Flüssigkeit, deren Dämpfe oder Gas) in Gegenwart von Sauerstoff ausschließlich aufgrund seiner Temperatur – also ohne Zündquelle wie einen Zündfunken – selbst entzündet. Sie ist bei jedem Stoff unterschiedlich hoch und in vielen Fällen vom Druck abhängig. Hervorgerufen wird die Selbstentzündung durch eine exotherme Oxidationsreaktion, wenn die Wärmeproduktionsrate die Wärmeabfuhr durch Wärmeleitung, -strahlung und Konvektion übersteigt. Die Zündtemperatur korreliert nicht mit Siedepunkt- oder Flammpunkttemperatur eines brennbaren Stoffs. Sie ist vielmehr ein Maß für die Oxidationsempfindlichkeit der Substanz.

Die Selbstentzündungstemperatur ist keine Stoffkenngröße im eigentlichen Sinn, da sie insbesondere vom Volumen der betrachteten Substanz abhängt. Größere Volumina entzünden sich bei kleineren Temperaturen. Die Zeit bis zur Selbstentzündung kann Monate betragen. Mit der Berechnung der Selbstentzündungstemperatur befasst sich die Theorie der Wärmeexplosion. Darin wird ein Konzept vorgeschlagen, das gestattet, Stoffwerte und Selbstentzündungstemperatur selbstentzündlicher Materialien mit Warmlagerungsversuchen eindeutig zu bestimmen. Die für die numerische Simulation relevanten kinetischen Parameter werden dabei in adiabatischen Warmlagerungsversuchen gewonnen. Die Selbstentzündungstemperatur ist unter anderem beim Brandschutz wichtig, beispielsweise bei Trocknungsprozessen, Lagerungen und Transporten. Bei Kohleflözbränden und einigen anderen Bränden kann es auch zur Entzündung in situ, also bei Kohleflözen im natürlichen Verband kommen.

Gase

Beim deutlich niedrigeren Flammpunkt kann ein Gas-Luft-Gemisch der gleichen Substanz nur mittels Zündquelle entflammt werden. Bei Flammpunkttemperatur erreicht eine Flüssigkeit einen Dampfdruck und damit eine Sättigungsdampfkonzentration, die so hoch ist, dass sich das entsprechende Gas-Luft-Gemisch entzünden lässt.

Die Zündfähigkeit eines Gasgemisches hängt untergeordnet auch vom Sauerstoffgehalt der umgebenden Atmosphäre ab. Normalbedingungen beziehen sich auf 21 % Sauerstoff in Luft. Da sich Großanlagen (Tanks, Behälter) nicht mit Stickstoff bis zu einem Restsauerstoffgehalt von 0 % inertisieren lassen, wird in besonderen Messungen der minimal nötige Grenzsauerstoffgehalt für eine Zündung ermittelt (z. B. 2 bis 4 %).

Flüssigkeiten

Lösemittel

Lösemittel mit besonders niedrigen Zündtemperaturen (ca. 120–180 °C) sind:

Acetaldehyd
Schwefelkohlenstoff – ein heißer Glasstab genügt zur Entzündung.
Diethylether
Ethylenglycoldimethylether
Propylenglycoldimethylether
Diethylenglycoldimethylether und Dipropylenglycoldimethylether – können sich bei der Destillation an heißen Apparaturteilen selbst entzünden, bei Dipropylenglycoldimethylether liegt die Zündtemperatur 10 °C unter dem Siedepunkt (siehe Flammpunkt)

Öle und Fette

Pflanzenöle oder tierische Fette können bei unsachgemäß gereinigter und erwärmter Wäsche schon bei Temperaturen über 70° Celsius durch Selbstentzündung in Brand geraten.^[2] Insbesondere bei der Verwendung von Wäschetrocknern oder Wäschemangeln besteht eine erhöhte Gefahr für diese Vorgänge, die schnell zu einem Brand des gesamten Gerätes führen können.^[3]

Feststoffe

Stäube

Kohlestaub
Mehlstaub

siehe auch: Staubexplosion – Bedingungen der Entzündung von Stäuben

Besonderheiten

Weißer Phosphor – entzündet sich an Luft schnell selbsttätig (Prinzip der Phosphorbomben im Zweiten Weltkrieg).
Ölverschmierte Lappen – können sich bei längerem Liegen in Abfallbehältern selbst entzünden.
Pyrophores Eisen – besteht aus ultrafeinen Eisenspänen, unter Inertgas in Ampullen abgeschmolzen. Beim Ausschütten bildet sich an Luft ein Funkenregen, ähnlich wie von Metallspänen beim Schleifen.
Elektrostatisch geladene Pulver (z. B. einige Kunstharzpulver und Polymergranulate, methylsubstituierte Cellulosederivate) – bilden sich beim Schütten aus Transportverpackungen. Potentielle Zündquelle einerseits und explosionsfähiger Staub andererseits liegen gleichzeitig vor.

Tabellen

Zündtemperatur einiger Feststoffe:

Feststoff	Zünd- temperatur in °C
Fichtenholz	280
Holz	280–340
Kork	300–320
Stroh	250–300
Torf	230
Heu	260–310
Zeitungspapier	175
Schreibpapier	360
Zucker	410
Baumwolle	450
Getreide	250–320
Roggenmehl	500
Weizenstaub	270
Holzkohle	300
Kohle	240–280
Kunststoffe	200–300
Phosphor weiß	34
Schwefel	250
Phosphor rot	300

Zündtemperatur und Flammpunkt einiger flüssiger Brennstoffe:

Flüssigkeit	Flamm- punkt in °C	Zünd- temperatur in °C
Teer	90	600
Essigsäure	40	460
Motoröl, Schmieröl	80–125	500 ca.
Biodiesel RME/SME/PME	186 (pr ISO 3679)	283–285 (ASTME659-78)
Dieselkraftstoff	67	255
Motorenbenzin^[4]	−45–10	220–460
Petroleum^[5]	62	247–277
Terpentinöl^[6]	36	255
Methanol	11	455
Ethanol	12	400

Zündtemperatur einiger Gase bei Normaldruck:

Gas	Summen- formel	Dichte- verhältnis zu Luft	Zünd- bereich in Luft in Vol%	Zünd- temperatur in Luft in °C
Ammoniak	NH₃	0,59	15–28	630
Ethin (Azetylen)	C₂H₂	0,90	1,5–82	335
Butan	C₄H₁₀	2,05	1,8–8,5	460
Erdgas H	—	0,67	5–14	640
Erdgas L	—	0,64	6–14	670
Ethan	C₂H₆	1,047	3,0–12,5	510
Ethylen	C₂H₄	1,00	2,7–34	425
Flüssiggas	—	1,79	2–9	490
Generatorgas	—	0,90	18–64	625
Gichtgas	—	0,98	35–75	495
Kohlenmonoxid	CO	0,97	12,5–74	605
Methan	CH₄	0,55	5,0–15	595
Propan	C₃H₈	1,56	2,1–9,5	470
Propylen	C₃H₆	1,48	2,0–11,7	455
Schwefelwasserstoff	H₂S	1,19	4,3–45,5	270
Wasserstoff	H₂	0,07	4,0–76	585

Literatur

Roy Bergdoll, Sebastian Breitenbach: Die Roten Hefte, Heft 1 – Verbrennen und Löschen. 18. Auflage. Kohlhammer, Stuttgart 2019, ISBN 978-3-17-026968-2.

Siehe auch

Zündgrenze
Verbrennungsdreieck
Verpuffungstemperatur
Mindestzündladung
Tropfzündpunkt
Fahrenheit 451 – Buchtitel einer Dystopie (1953), vorgeblich die Temperatur bei der Bücher zu brennen beginnen

Einzelnachweise

↑
↑ Selbstentzündung von Wäsche - Fette und Öle sind schuld, Brandverhütungsstelle Vorarlberg, abgerufen am 8. August 2018.
↑ Selbstentzündung von Wäsche, Hetzel Wäschereimaschinen, abgerufen am 8. August 2018.
↑ Flammpunkt und Zündtemperatur: Benzin auf www.chemieunterricht.de
↑ Datenblatt Petroleum (PDF) bei Merck, abgerufen am {{{Datum}}}.
↑ Datenblatt eines Terpentinöls (Memento vom 25. Januar 2005 im Internet Archive)

sv:Självantändning#Självantändningspunkt

[1] ↑

[2] Selbstentzündung von Wäsche - Fette und Öle sind schuld, Brandverhütungsstelle Vorarlberg, abgerufen am 8. August 2018.

[3] Selbstentzündung von Wäsche, Hetzel Wäschereimaschinen, abgerufen am 8. August 2018.

[4] Flammpunkt und Zündtemperatur: Benzin auf www.chemieunterricht.de

[5] Datenblatt Petroleum (PDF) bei Merck, abgerufen am {{{Datum}}}.

[6] Datenblatt eines Terpentinöls (Memento vom 25. Januar 2005 im Internet Archive)

[1]

[2]

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[4]

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[6]

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-{{Überarbeiten}}
+[[Datei:Streichholz.jpg|mini|Die Zündtemperatur eines Streichholzkopfes liegt bei 180–200&nbsp;°C.<ref>{{Literatur |Autor=Alexander P. Hardt |Titel=Pyrotechnics |Verlag=Pyrotechnica Publications |Ort=Post Falls Idaho USA |Datum=2001 |ISBN=0-929388-06-2 |Kapitel=Matches – Safety Aspects |Seiten=82 |Sprache=en}}</ref>]]
+Die '''Zündtemperatur''' (auch '''Zündpunkt''', '''Selbstentzündungstemperatur''', '''Entzündungstemperatur''' oder '''Entzündungspunkt''') ist die [[Temperatur]], auf die man einen [[Chemischer Stoff|Stoff]] oder eine Kontaktoberfläche erhitzen muss, damit sich eine [[brennbar]]e Substanz ([[Feststoff]], [[Flüssigkeit]], deren [[Dämpfe]] oder [[Gas]]) in Gegenwart von [[Sauerstoff]] ausschließlich aufgrund seiner Temperatur – also ohne [[Zündquelle]] wie einen [[Zündfunke]]n – [[Selbstentzündung|selbst entzündet]]. Sie ist bei jedem Stoff unterschiedlich hoch und in vielen Fällen vom Druck abhängig. Hervorgerufen wird die Selbstentzündung durch eine [[Exotherme Reaktion|exotherme Oxidationsreaktion]], wenn die Wärmeproduktionsrate die Wärmeabfuhr durch [[Wärmeleitung]], [[Wärmestrahlung|-strahlung]] und [[Konvektion]] übersteigt. Die Zündtemperatur korreliert nicht mit [[Siedepunkt]]- oder [[Flammpunkt]]<nowiki />temperatur eines brennbaren Stoffs. Sie ist vielmehr ein Maß für die Oxidationsempfindlichkeit der Substanz.
-[[Datei:Streichholz.jpg|thumb|Die Zündtemperatur eines Streichholzkopfes liegt bei 80 °C.]]
+Die Selbstentzündungstemperatur ist keine Stoffkenngröße im eigentlichen Sinn, da sie insbesondere vom Volumen der betrachteten Substanz abhängt. Größere Volumina entzünden sich bei kleineren Temperaturen. Die Zeit bis zur Selbstentzündung kann Monate betragen. Mit der Berechnung der Selbstentzündungstemperatur befasst sich die Theorie der Wärmeexplosion. Darin wird ein Konzept vorgeschlagen, das gestattet, Stoffwerte und Selbstentzündungstemperatur selbstentzündlicher Materialien mit Warmlagerungsversuchen eindeutig zu bestimmen. Die für die numerische Simulation relevanten kinetischen Parameter werden dabei in adiabatischen Warmlagerungsversuchen gewonnen. Die Selbstentzündungstemperatur ist unter anderem beim [[Brandschutz]] wichtig, beispielsweise bei Trocknungsprozessen, Lagerungen und Transporten. Bei [[Kohlebrand|Kohleflözbränden]] und einigen anderen Bränden kann es auch zur Entzündung [[in situ]], also bei [[Kohleflöz]]en im natürlichen Verband kommen.
-Die '''Zündtemperatur''' (auch '''Zündpunkt''', '''Selbstentzündungstemperatur''', '''Entzündungstemperatur''' oder '''Entzündungspunkt''') ist diejenige [[Temperatur]], auf die man einen Stoff oder eine Kontaktoberfläche erhitzen muss, damit sich eine [[brennbar]]e Substanz (Feststoff, Flüssigkeit, deren Dämpfe oder Gas) in Gegenwart von [[Sauerstoff|Luft]] ausschließlich aufgrund seiner Temperatur – also ohne [[Zündquelle]] wie einen [[Zündfunke]]n  – [[Selbstentzündung|selbst entzündet]]. Sie ist bei jedem Stoff unterschiedlich hoch und in vielen Fällen vom Druck abhängig. Hervorgerufen wird die Selbstentzündung durch eine [[Exotherme Reaktion|exotherme Oxidationsreaktion]], wenn die Wärmeproduktionsrate die Wärmeabfuhr durch [[Wärmeleitung]], [[Wärmestrahlung|-strahlung]] und [[Konvektion]] übersteigt.
-Die Zündtemperatur korreliert nicht mit [[Siedepunkt]]- oder [[Flammpunkt]]<nowiki />temperatur eines brennbaren Stoffs. Sie ist vielmehr ein Maß für die Oxidationsempfindlichkeit der Substanz.
-Die Selbstentzündungstemperatur ist keine Stoffkenngröße im eigentlichen Sinn, da sie insbesondere vom Volumen der betrachteten Substanz abhängt. Größere Volumina entzünden sich bei kleineren Temperaturen. Die Zeit bis zur Selbstentzündung kann Monate betragen.
-Mit der Berechnung der Selbstentzündungstemperatur befasst sich die Theorie der Wärmeexplosion. Darin wird ein Konzept vorgeschlagen, das gestattet, Stoffwerte und Selbstentzündungstemperatur selbstentzündlicher Materialien mit Warmlagerungsversuchen eindeutig zu bestimmen. Die für die numerische Simulation relevanten kinetischen Parameter werden dabei in adiabatischen Warmlagerungsversuchen gewonnen.
-Die Selbstentzündungstemperatur ist unter anderem beim [[Brandschutz]] wichtig, beispielsweise bei Trocknungsprozessen, Lagerungen und Transporten. Bei [[Kohlebrand|Kohleflözbränden]] und einigen anderen Bränden kann es auch zur Entzündung [[in situ]], also bei Kohleflözen im natürlichen Verband kommen.
 == Gase ==
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 Normalbedingungen beziehen sich auf 21 % Sauerstoff in Luft.
 Da sich Großanlagen (Tanks, Behälter) nicht mit Stickstoff bis zu einem Restsauerstoffgehalt von 0 % [[Inertisierung|inertisieren]] lassen, wird in besonderen Messungen der minimal nötige Grenzsauerstoffgehalt für eine Zündung ermittelt (z.&nbsp;B. 2 bis 4 %).
-<!--== Ursachen für eine Selbstentzündung ==
-… in arbeit …
--->
 == Flüssigkeiten ==
 === Lösemittel ===
-[[Lösemittel]] mit besonders niedrigen Zündtemperaturen (ca. 120-180&nbsp;°C) sind:
+[[Lösemittel]] mit besonders niedrigen Zündtemperaturen (ca. 120–180&nbsp;°C) sind:
 * [[Acetaldehyd]]
 * [[Schwefelkohlenstoff]] – ein heißer [[Glas]]stab genügt zur Entzündung.
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 * [[Ethylenglycoldimethylether]]
 * [[Propylenglycoldimethylether]]
-* [[Diethylenglycoldimethylether]] und  [[Dipropylenglycoldimethylether]] – können sich bei der Destillation an heißen Apparaturteilen selbst entzünden, bei [[Dipropylenglycoldimethylether]] liegt die Zündtemperatur 10&nbsp;°C unter dem Siedepunkt (siehe [[Flammpunkt#Beispiele|Flammpunkt]])
+* [[Diethylenglycoldimethylether]] und [[Dipropylenglycoldimethylether]] – können sich bei der Destillation an heißen Apparaturteilen selbst entzünden, bei Dipropylenglycoldimethylether liegt die Zündtemperatur 10&nbsp;°C unter dem Siedepunkt (siehe [[Flammpunkt#Beispiele|Flammpunkt]])
+=== Öle und Fette ===
+[[Pflanzenöle]] oder [[tierische Fette]] können bei unsachgemäß gereinigter und erwärmter Wäsche schon bei Temperaturen über 70°&nbsp;Celsius durch Selbstentzündung in Brand geraten.<ref>[https://www.brandverhuetung.at/fileadmin/downloads/pdf/Brandschutztipps/Waesche_Selbstentzuendung.pdf Selbstentzündung von Wäsche - Fette und Öle sind schuld], Brandverhütungsstelle Vorarlberg, abgerufen am 8. August 2018.</ref> Insbesondere bei der Verwendung von [[Wäschetrockner]]n oder [[Wäschemangel]]n besteht eine erhöhte Gefahr für diese Vorgänge, die schnell zu einem Brand des gesamten Gerätes führen können.<ref>[https://www.waschcenter.de/rundumdiewaescherei/ratgeber/selbstentzuendungvonwaesche/index.php Selbstentzündung von Wäsche], Hetzel Wäschereimaschinen, abgerufen am 8. August 2018.</ref>
 == Feststoffe ==
 === Stäube ===
 * Kohlestaub
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 * [[Weißer Phosphor]] – entzündet sich an Luft schnell selbsttätig (Prinzip der [[Phosphorbombe]]n im [[Zweiter Weltkrieg|Zweiten Weltkrieg]]).
 * [[Öle|Ölverschmierte]] Lappen – können sich bei längerem Liegen in Abfallbehältern selbst entzünden.
-* [[Pyrophores Eisen]] – besteht aus ultrafeinen Eisenspänen, unter Inertgas in Ampullen abgeschmolzen. Beim Ausschütten bildet sich an Luft ein Funkenregen, ähnlich wie von Metallspänen beim [[Schleifen (Fertigungsverfahren)|Schleifen]].
+* [[Pyrophor]]es [[Eisen]] – besteht aus ultrafeinen Eisenspänen, unter Inertgas in Ampullen abgeschmolzen. Beim Ausschütten bildet sich an Luft ein [[Funke (Verbrennung)|Funkenregen]], ähnlich wie von Metallspänen beim [[Schleifen (Fertigungsverfahren)|Schleifen]].
 * [[Elektrostatisch]] geladene [[Schüttgut|Pulver]] (z.&nbsp;B. einige Kunstharzpulver und Polymergranulate, methylsubstituierte Cellulosederivate) – bilden sich beim Schütten aus Transportverpackungen. Potentielle Zündquelle einerseits und explosionsfähiger Staub andererseits liegen gleichzeitig vor.
 == Tabellen ==
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-Zündtemperatur einiger Feststoffe:
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+|[[Ammoniak]] || NH<sub>3</sub> || 0,59 || 15–28 || 630
+|-
+|[[Ethin]] (Azetylen) || C<sub>2</sub>H<sub>2</sub> || 0,90 || 1,5–82 || 335
+|-
+|[[Butan]] || C<sub>4</sub>H<sub>10</sub> || 2,05 || 1,8–8,5 || 460
+|-
+|[[Erdgas]] H || — || 0,67 || 5–14 || 640
+|-
+|Erdgas L || — || 0,64 || 6–14 || 670
+|-
+|[[Ethan]] || C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> || 1,047 || 3,0–12,5 || 510
+|-
+|[[Ethylen]] || C<sub>2</sub>H<sub>4</sub> || 1,00 || 2,7–34 || 425
+|-
+|[[Flüssiggas]] ||— || 1,79 || 2–9 || 490
+|-
+|[[Generatorgas]] || — || 0,90 || 18–64 || 625
+|-
+|[[Gichtgas]] || — || 0,98 || 35–75 || 495
+|-
+|[[Kohlenmonoxid]] || CO || 0,97 || 12,5–74 || 605
+|-
+|[[Methan]] || CH<sub>4</sub> || 0,55 || 5,0–15 || 595
+|-
+|[[Propan]] || C<sub>3</sub>H<sub>8</sub> || 1,56 || 2,1–9,5 || 470
+|-
+|[[Propylen]] || C<sub>3</sub>H<sub>6</sub> || 1,48 || 2,0–11,7 || 455
+|-
+|[[Schwefelwasserstoff]] || H<sub>2</sub>S || 1,19 || 4,3–45,5 || 270
+|-
+|[[Wasserstoff]] || H<sub>2</sub> || 0,07 || 4,0–76 || 585
+|}
+|}
+== Literatur ==
+* {{Literatur |Autor= Roy Bergdoll, Sebastian Breitenbach|Titel=Die Roten Hefte, Heft 1 – Verbrennen und Löschen |Auflage=18 |Verlag=Kohlhammer |Ort=Stuttgart |Datum=2019 |Seiten= |ISBN=978-3-17-026968-2}}
 == Siehe auch ==
+* [[Zündgrenze]]
 * [[Verbrennungsdreieck]]
 * [[Verpuffungstemperatur]]
+* [[Mindestzündladung]]
+* [[Tropfzündpunkt]]
+* [[Fahrenheit 451]] – Buchtitel einer [[Dystopie]] (1953), vorgeblich die Temperatur bei der Bücher zu brennen beginnen
 == Einzelnachweise ==
@@ Zeile 131: / Zeile 162: @@
 [[Kategorie:Schwellenwert (Temperatur)]]
 [[Kategorie:Verbrennungslehre]]
+[[Kategorie:Explosionsschutz]]
 [[sv:Självantändning#Självantändningspunkt]]