Handhabung & Technik Blaue Flammenfärbung / Einfluß des Chlorionenspenders

Hallo,

auch wenn es im Silvesterstress wahrscheinlich untergeht mal noch was chemischeres:

Im Chat kam vor kurzem (mal wieder) das Thema "blaue Flammenfarbe" auf. Das blau nicht so trivial ist, dürfte fast jedem hier geläufig sein, ebenso, dass der blaue Farbgeber nicht "Cu" sondern "CuCl" ist. Um dieses CuCl in der Flamme zu erhalten, muss ein bemerkenswert hoher Anteil an Chlorid oder besser organisch gebundenem Chlor (da die Verbindungen leichter flüchtig sind und so schnell in die Flamme gelangen) vorliegen. Das dient in diesem Fall nicht nur der Farbverbesserung, sondern tatsächlich der Erzeugung des eigentlichen blauen Farbgebers.
CuCl ist aber nicht so einfach zu erhalten - es neigt dazu, vom Kupfer(I) zum Kupfer(II) oxidiert zu werden, letztes erzeugt aber keine blaue Farbe mehr. Damit müssen 2 Bedingungen erfüllt sein: 1. Chlorüberschuß, 2. Sauerstoffdefizit.

Die Idee im Chat war, diesen lange bekannten Sachverhalt durch eine kleine Flammenfärbung von Alkohol zu demonstrieren. Und siehe da, es klappt

Die folgenden Fotos zeigen links und rechts genau die gleiche Menge an Kupfer(II)chlorid (d.h. eigentlich der gleiche Farbgeber) im Brennstoff (Methanol) aufgelöst und in einem Porzellanschälchen entzündet, links jedoch ohne, rechts mit Chlorionenspender.

Als Chlorionenspender kommt (aus Ghostmine-Vorschriften bekannt) Dichlormethan zum Einsatz - der Vorteil: Leicht flüchtig, hoher Chlorgehalt und erzeugt ein Sauerstoffdefizit. Durch Zugabe davon erhält man gleich beide Wünsche, Sauerstoffmangel und hohe Chlorkonzentration, in einem erfüllt.

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1. Links: Kupfer(II)chlorid, Methanol, Ammoniakwasser
2. Rechts: Kupfer(II)chlorid, Methanol, Dichlormethan, Salzsäure

Die Zugabe von Ammoniakwasser bei 1. dient dem (chlorfreien) Transport der Kupferteilchen in die Flamme, die Zugabe von Salzsäure in 2. erhöht nochmal die Chlorkonzentration und dient wieder dem Transport der Kupferteilchen in die Flamme.

Die Tücke bei der Zugabe von Dichlormethan besteht allerdings (naturgemäß wie bei jeder Verbindung, die ein Sauerstoffdefizit erzeugt) darin, dass ein Überschuß Kohleteilchen (wie in einer Kerzenflamme) freisetzt und durch das gelb die Flamme wieder zu grün verfälscht. Daher ist die Menge an beigemengtem Dichlormethan entscheidend.

Die Flammen an sich sehen in den beiden Bildern fast weiß aus - das liegt aber tatsächlich nur an der Belichtungszeit. Man sieht an den beleuchteten Fliesen links und rechts gut die Farbe des Lichts, die die Flamme ausstrahlt - in "echt" wirkt die Flamme auch nicht weiss, sondern grün oder blau.

Wenn man ganz genau hinsieht, kann man übrigens noch mehr erkennen - die blaue Flame hat einen roten Saum. Dort oben vermischt sich die Flamme mit mehr Sauerstoff, es findet eine Oxidation zu CuO statt - dieses ist ein sehr schwacher, nicht nutzbarer und die Flamme an sich nicht verfälschender roter Farbgeber, der oft als äußerster Rand von Kupfer-Flammen erkennbar ist.

siehe auch:

http://wiki.feuerwerk.net/index.php/Farbverbesserer

http://wiki.feuerwerk.net/index.php/Farbgeber

Gruß,

ivhp