(hp) Was gibt es an kalten Winterabenden Gemütlicheres als ein knisterndes Kaminfeuer? Aber warum brennt so ein Feuer überhaupt – und warum brennt Holz, Steine aber nicht? Um ein Feuer zu entfachen, braucht es immer drei Dinge, die gleichzeitig vorhanden sein müssen: erstens einen Brennstoff, zweitens einen sogenannter „Oxidator“, der den für die Verbrennung nötigen Sauerstoff liefert und drittens Energie, um das Feuer überhaupt erst zu entzünden.
Da wäre zunächst einmal der Brennstoff: Ein Brennstoff muss gespeicherte Energie enthalten, die durch die Verbrennung wieder freigesetzt werden kann.
Die in Holz gespeicherte Energie stammt zum Beispiel aus dem Licht der Sonne, das der Baum genutzt hat, um aus der Sonnenenergie, Wasser, Kohlendioxid und Nährstoffen neues Holz zu bilden.
Ein anderer Brennstoff ist zum Beispiel Erdöl oder das daraus hergestellte Benzin: Erdöl besteht aus Algen, die vor Millionen Jahren gelebt haben und ebenfalls Sonnenlicht für ihr Wachstum nutzten und auf diese Weise speicherten. Als diese Algen abstarben, sanken sie auf den Meeresgrund und wurden von Sedimenten wie Ton und Sand bedeckt. Unter dem hohen Druck der weiter wachsenden Sedimente entstand aus den abgestorbenen Algen über viele Millionen Jahre in einem komplizierten chemischen Prozess das Erdöl.
Ein anderer Brennstoff, die Steinkohle, ist auf ganz ähnliche Weise entstanden. Nur dass hier keine Algen, sondern ganze Bäume und andere große Pflanzen von Sedimenten bedeckt wurden und auf diese Weise versteinerten. So stammt auch die Energie in der Steinkohle letztlich von der Sonne.
Neben den Brennstoffen braucht man für das Feuer als zweites den „Oxidator“. In den allermeisten Fällen – wie bei einem Kamin- oder Lagerfeuer – ist der Oxidator natürlich der Sauerstoff, der in ausreichender Menge in der Luft vorkommt. Das Wort „Oxidator“ geht auf das dem Griechischen entlehnte Wort „Oxygenium“ zurück, das übersetzt „Sauerstoff“ bedeutet.
Schließlich benötigt man noch Energie, um das Feuer zu entzünden. Je nachdem wie leicht brennbar der Brennstoff ist, braucht man mehr oder weniger davon: Ein Stück Steinkohle kann man nicht mit einem Streichholz entzünden. Dafür braucht man viel mehr Energie, wie sie zum Beispiel die Glut in einem Ofen bietet.
Benzindämpfe hingegen sind so leicht entflammbar, dass schon ein kleiner Funken ausreicht, um sie zu entzünden. Darum ist zum Beispiel auch das Rauchen an Tankstellen so streng verboten.
Nimmt man nun ein wenig trockenes Kleinholz (den Brennstoff), dazu den Sauerstoff aus der umgebenden Luft (den Oxidator) und hält ein brennendes Streichholz daran (die Energie), dann beginnt die Verbrennung– und ein kleines Lagerfeuer flackert auf. Dieses Feuer ist genau betrachtet nichts anderes als eine chemische Reaktion: Der Brennstoff reagiert mit Sauerstoff, wobei die beiden Stoffe sehr vereinfacht erklärt untereinander Elektronen austauschen. Bei diesem Vorgang wird Hitze und Licht frei.
Sobald erst eine kleine Menge des Brennstoffes entzündet ist, kann die nun frei werdende Wärme weitere, größere Brennstoffmengen zum Reagieren – zum Brennen – bringen. Eine Kettenreaktion hat begonnen: Immer mehr Wärme wird frei, die immer größere Mengen Brennstoff entzündet. Diese Reaktion setzt sich so lange fort, bis entweder der Brennstoff oder der Oxidator zur Neige gehen.
Genau genommen können alle Stoffe „verbrennen“ – sogar Steine –, wenn man ihnen fortwährend genügend hohe Hitze zuführt. Aber damit sind Steine längst noch nicht brennbar. Denn als „brennbar“ gelten nur solche Stoffe, die nach dem Entzünden selbstständig weiter mit Sauerstoff reagieren und dabei mehr Energie abgeben, als zu ihrer Entzündung notwendig ist. Und das können Steine nicht, weil in ihnen nicht genügend Energie gespeichert ist.