Kerzenlicht - Ein chemisches phänomen



kerze
Candles mit CC-Lizenz von schani

Kerzen sind eine wunderbare Erfindung, selbst heute, wo sie ihre praktische Bedeutung als Lichtquelle nahezu verloren haben, erfreuen wir uns immer noch an ihrem warmen Licht. Vor knapp 150 Jahren hat das Kerzenlicht Michael Faraday, besser bekannt für seine Untersuchungen zu Elektrotechnik, dazu inspiriert eine ganze Vorlesung über die Chemie und Physik hinter der Kerze zu schreiben. Die zentrale chemische Frage dabei ist: Warum leuchtet die Kerze und warum ausgerechnet gelb?

Eine Kerze besteht aus Wachs und einem saugfähigen Docht. Zündet man die Kerze an, schmilzt das Wachs und wird von dem Docht aufgesogen. An der großen Oberfläche des Dochtes verdampft das Wachs und entzündet sich dann bei ausreichend hoher Temperatur. Wenn man genau hinschaut erkennt man auch, dass die Flamme nicht direkt am Docht anfängt, sondern etwas oberhalb vom Docht. Der Docht der Kerze brennt nicht.

Kerzenwachs ist im Prinzip ein Fett und Fette bestehen aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen in langen Ketten. Reagiert das Wachs mit Sauerstoff, dieser Prozess wird auch Verbrennung genannt, entstehen CO2 und Wasser (H2O). Allerdings verbrennt bei einer Kerze nicht der ganze Kohlenstoff zu CO2, ein Teil wir nur zum Kohlenstoff (C) oxidiert. Das ist auch gut so, da wir Teilchen brauchen die Licht produzieren können.

Die Kohlenstoffatome werden von der Hitze der Verbrennung angeregt, dabei wechseln die Elektronen aus der Hülle in einen Zustand mit höherer Energie. Wenn sie diesen Zustand verlassen geben sie die Energie in Form von Licht wieder ab. Wichtig hierbei ist, dass die Elektronen in der Hülle nicht jeden beliebigen Energiezustand erreichen können, sondern nur bestimmte. Deshalb sind auch die Wellenlänge des abgegebenen Lichts immer gleich und somit die Farbe. Möchte man eine andere Farbe haben, braucht man andere Elemente. Das kennt ihr von Natriumdampflampen, von Neonröhren und Glühlampen. In jedem wird ein anderes Element angeregt, deshalb haben sie alle unterschiedliche Farben.

Zum Schluß kann ich euch noch das Buch von Faraday und die Kommentarfunktion empfehlen falls ihr noch mehr Wissen wollt.


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