wie entsteht bei einem gasbrenner ruß?

Moin,

ja, das hängt tatsächlich davon ab, ob bei der Verbrennung des Kohlenwasserstoffs (KW) in diesem Moment ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht oder nicht. Das hängt näherungsweise von drei Dingen ab, nämlich einmal von der Anzahl der Kohlenstoffatome selbst (also der Größe des KWs). Dann auch davon, ob eine gerade Anzahl von Kohlenstoffen im KW vorliegt oder eine ungerade (s.u.). Und schließlich hängt das von der Sauerstoffkonzentration ab.

Deshalb gibt es bei zunehmender Größe des KWs auch zunehmend mehr Ruß, denn es kann dann leichter passieren, dass ein Gasteilchen den Schornstein des Brenners bereits verlassen hat, bevor es vollständig verbrennen konnte.

Andererseits kommt es auch dann verstärkt zur Rußbildung, wenn die Sauerstoffzufuhr zum Brennstoff behindert ist (Einstellung der leuchtenden Flamme eines Bunsenbrenners etwa).

Warum es eine Rolle spielt, ob die Anzahl der Kohlenstoffatome gerade oder ungerade ist, siehst du hier:

Bei der vollständigen Verbrennung entstehen ausschließlich Kohlenstoffdioxid und Wasser, zum Beispiel:

Vollständige Verbrennung von Metan:

CH4 + 2 O2 ---> CO2 + 2 H2O

Vollständige Verbrennung von Ethan:

2 CH3-CH3 + 5 O2 ---> 2 CO2 + 6 H2O

Vollständige Verbrennung von Propan:

CH3-CH2-CH3 + 5 O2 ---> 3 CO2 + 4 H2O

Vollständige Verbrennung von Butan:

2 CH3-CH2-CH2-CH3 + 13 O2 ---> 8 CO2 + 10 H2O

Wie du vielleicht gemerkt hast, brauchen KW mit gerade Anzahl von Kohlenstoffen verhältnismäßig mehr Sauerstoff für eine vollständige Vernrennung als solche mit einer ungeraden Anzahl. Daher rußen sie leichter, denn die relative Wahrscheinlichkeit, dass mal nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht ist bei KW mit gerader C-Anzahl größer.

Wenn ein KW unvollständig verbrennt, entstehen Kohlenstoffatome (Kohle, Ruß). Auch hierzu ein Beispiel:

Unvollständige Vernrennung von Methan:

2 CH4 + 3 O2 ---> CO2 + 4 H2O + C

Oder unvollständige Verbrennungen von Butan:

C4H10 + 5 O2 ---> 2 CO2 + 5 H2O + CO + C

2 C4H10 + 7 O2 ---> 2 CO2 + 10 H2O + 6 C

2 C4H10 + 9 O2 ---> 4 CO2 + 10 H2O + 4 C

2 C4H10 + 10 O2 ---> 5 CO2 + 10 H2O + 3 C...

Alles klar? LG von der Waterkant.

Bei unvollständiger Verbrennung, also dann, wenn zu wenig Sauerstoff vorhanden ist.

Durch die Verunreinigungen sowohl im Gas als auch in der verbrannten Luft, die ja den Sauerstoff liefert. Kannst den Unterschied schon feststellen, wenn du anstatt Propan mal Butan verwendest.