Eine Verbrennung ist eine Redoxreaktion mit Flammenerscheinung. Im allgemeinen Sprachgebrauch versteht man unter einer Verbrennung die Redoxreaktion eines Materials mit Luftsauerstoff. Zu unterscheiden ist eine Verbrennung in Form eines Feuers von einer langsamen und relativ kalten Oxidation, etwa beim Verrosten von Metallen oder innerhalb eines Lebewesens bei der "Verbrennung", also der Oxidation von Nährstoffen, ablaufen.

Bei den Feuerwehren werden die brennbaren Stoffe in Brandklassen eingeteilt.

Die Verbrennung in einem Feuer kann kontrolliert (Nutzfeuer), zum Beispiel in einem Ofen oder Lagerfeuer, oder unkontrolliert (Schadfeuer) bei einem Brand erfolgen.

Verbrennungen, die mit einer hohen Geschwindigkeit, nahezu schlagartig und mit enormer Volumenzunahme (der gasförmigen Bestandteile) erfolgen, bezeichnet man als Explosion welche unter Beruecksichtigung der Verbrennungs- und Ausbreitungsgeschwindigkeit in Detonation, Deflagration und Verpuffung unterteilt werden.

Verlauf

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Bei der Verbrennung reagiert eine Substanz chemisch mit Sauerstoff oder (selten) einem anderen Gas. Dabei werden Wärme und Licht freigesetzt.
Bei den meisten Stoffen, die zur Wärmeerzeugung verbrannt werden, reagieren Kohlenwasserstoffe mit dem Sauerstoff. Es entsteht dabei sichtbarer Rauch, der aus Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasser und Ruß besteht.

Die Substanz kann fest (beispielsweise Holz, Kohle), flüssig (Benzin, Alkohol), flüssig werdend (Wachs) oder gasförmig (Methangas, Erdgas) sein.

Es können auch Stoffe ohne den Einfluss von Sauerstoff verbrennen, so beispielsweise Fluor mit Wasserstoff. Hierbei entsteht Fluorwasserstoff, welcher in wässriger Lösung die Fluorwasserstoffsäure bildet, die beispielsweise zum Ätzen von Glas geeignet ist.

Voraussetzungen für eine Verbrennung

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Verbrennungsdreieck.png

• Brennbares Material in ausreichender Menge
• Oxidationsmittel, meist Sauerstoff
• Wärme, um die Zündtemperatur zu erreichen, oder die Mindestverbrennungstemperatur zu halten
• Das richtige Mengenverhältnis des brennbaren Stoffes mit der Umgebungsluft oder dem reaktiven Gas

Ein Katalysator kann die Verbrennung beschleunigen oder sogar erst ermöglichen.

Verbrennungs-Geschwindigkeit

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Beim brennbaren Material kann es nur zur Oxidation kommen, wenn ein einzelnes Atom oder Molekül des Brennstoffs mit Sauerstoff in direkten Kontakt kommt. Daher sind für die Verbrennungs-Geschwindigkeit die Verfügbarkeit von Sauerstoff und sein inniger Kontakt mit dem Brennmaterial maßgeblich.

Die Versorgung mit Sauerstoff kann man durch stete Zufuhr von Frischluft erreichen, indem man z.B. in ein Holzfeuer bläst. Für Holzfeuer ist der Kamin dabei ein ideales Hilfsmittel. In dem sich verengenden Kaminrohr steigen die erwärmten Abgase schnell auf und erzeugen einen steten Unterdruck um das Feuer. Dieser saugt permanent frische Luft heran. Eine extreme Ausprägung sind der Feuersturm bzw. Waldbrände, die durch Winde, z. B. den Mistral, angefacht werden.

Die meisten Löschverfahren beruhen darauf, die Luftzufuhr zu unterbrechen (Löschdecke, Schaum, Feuerlöscher, $CO\_2$-Löschanlage...).

Um den innigen Kontakt herzustellen, muss man die Oberfläche des Brennstoffs vergrößern. Ideal ist es dabei, den Brennstoff in ein Gas zu verwandeln. Das geschieht bei der Kerze: Am Boden des Dochts schmilzt Wachs, steigt dann als Flüssigkeit auf und verdampft an der heißen Spitze. Das verdampfte Wachs verbrennt schließlich.

Ein weiteres anschauliches Beispiel ist die Mehlstaubexplosion: Wird etwas Mehl in eine Kerzenflamme geblasen, wird das ansonsten unbrennbare Mehl durch die Zerstäubung brennbar und reagiert heftig. Beim Ottomotor und Dieselmotor erfolgt ebenfalls eine Verdampfung bzw. Zerstäubung. Flüssiger Dieselkraftstoff ist bei Raumtemperatur unbrennbar. Erst durch Zerstäubung in einer Einspritzanlage wird er brennbar. Über Benzin steht bei Raumtemperatur immer eine Benzindampfwolke. Daher ist Benzin leicht entzündlich.

In einigen chemischen Verbindungen sind das »Oxidationsmittel« (Sauerstoff) und das zu oxidierende »Material« in demselben Molekül untergebracht, so z. B. in vielen Sprengstoffen. Das »Nitroglyzerin« mit der Summenformel C₃H₅N₃O₉ enthält pro Molekül 9 Sauerstoffatome (in drei Nitrat- bzw. Salpetersäure-Estergruppen) und damit mehr als genug, um die im Molekül enthaltenen Kohlen- und Wasserstoffatome vollständig zu Kohlendioxid und Wasser zu oxidieren. Die instabile Verbindung zerfällt explosionsartig schon bei leichten Erschütterungen; die gasförmigen Oxidationsprodukte bilden blitzartig ein Vielfaches des ursprünglichen Volumens und dadurch extrem hohen Druck, worauf die Wirkung dieses Sprengstoffs und aller anderen beruht.

Auch die Treibsätze von Feststoffraketen bringen den Sauerstoff selbst mit, weil es ihn im Vakuum des Weltalls nicht gibt.

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