Bei einer gewöhnlichen Wachskerze schmilzt zunächst Wachs. Flüssiges Wachs steigt im Docht auf und wird nahe der Flamme gasförmig. Dieser Wachsdampf reagiert mit Sauerstoff aus der Luft. Dabei entstehen vor allem Kohlendioxid und Wasserdampf. Sie verteilen sich in der Luft: Das Wachs wird also in andere Stoffe umgewandelt.
Das Titelbild ist eine Illustration. Wir betrachten eine gewöhnliche Wachskerze, keine elektrische LED-Kerze. Unsere Beobachtungsaufgabe unten kommt ganz ohne Anzünden aus.
Erst schmilzt das Wachs
Die Flamme erwärmt das Wachs nahe dem Docht. Dort bildet sich eine kleine flüssige Mulde; weiter entfernt bleibt das Wachs fest.
Schmelzen allein macht noch keine neuen Stoffe. Kühlt flüssiges Wachs wieder ab, kann es fest werden. Das ist eine Änderung des Aggregatzustands: fest oder flüssig.
Der Docht liefert Brennstoff nach
In den feinen Zwischenräumen des Dochts kann flüssiges Wachs nach oben wandern. Diese Kapillarwirkung kennst du vielleicht von einem Papiertuch, das Wasser aufsaugt.
Am heißen oberen Docht verdampft Wachs. Der gasförmige Brennstoff mischt sich mit Luft und reagiert. Der Docht kann selbst auch verkohlen und abbrennen; der große Brennstoffvorrat steckt aber im Wachs.
Beim Brennen entstehen neue Stoffe
Gewöhnliches Paraffinwachs enthält Kohlenstoff und Wasserstoff. Bei der Verbrennung verbinden sich diese Atome mit Sauerstoff aus der Luft neu. Wichtige Produkte sind Kohlendioxid und Wasser, das an der heißen Flamme als Dampf vorliegt.
Die Reaktion setzt Energie frei: Wärme und Licht werden abgegeben. Ein Teil der Wärme schmilzt und verdampft weiteres Wachs. So bleibt die Brennstoffzufuhr erhalten, solange die Bedingungen passen.
Unsichtbar bedeutet nicht verschwunden
Die entstehenden Gase verlassen die Kerze. Deshalb wird sie leichter und kleiner, obwohl nicht einfach Materie verschwindet. Zum vollständigen Stoffvergleich gehört auch der Sauerstoff, der aus der Umgebung hinzukommt.
Die Verbrennung ist nicht überall vollständig. Es können Ruß und weitere Nebenprodukte entstehen; manche Wachstropfen bleiben zurück. Gelb glühende Rußteilchen tragen zum Kerzenlicht bei. Die helle Flamme ist deshalb keine sichtbare Wolke aus Kohlendioxid.
Einen Docht beobachten – ohne Feuer
- Betrachtet gemeinsam mit einer erwachsenen Person eine vollständig kalte, nicht brennende Wachskerze. Sucht den festen Wachskörper und den Docht. Zeichnet beide und notiert getrennt: Was sehe ich wirklich, und was erklärt das Modell? Zündet die Kerze für diese Aufgabe nicht an.
- Legt einen sauberen, ungefärbten Baumwollfaden auf einen wasserfesten Teller. Taucht nur ein Ende in einen kleinen Klecks Wasser bei Zimmertemperatur; der übrige Faden liegt außerhalb. Beobachtet einige Minuten, wie weit sich die feuchte Stelle ausbreitet. Fadenart und eine mögliche Beschichtung können das Ergebnis verändern.
- Vergleicht mit Grafik 1: Auch ein Kerzendocht führt Flüssigkeit durch feine Zwischenräume. Unser Wasserfaden zeigt nur diesen Transport. Er beweist weder das Verdampfen noch die Verbrennung von Wachs. Markiert in eurer Zeichnung, welche weiteren Schritte nur durch die Erklärung und die Quellen beschrieben werden.
Nur mit einer erwachsenen Person und einer vollständig kalten, nicht brennenden Kerze arbeiten. Keine Streichhölzer, Feuerzeuge oder Wärmequellen verwenden. Wasser nur auf dem Teller und fern von Elektrogeräten benutzen. Wachs und Faden nicht in den Mund nehmen; kurze Fäden nach der Beobachtung wegräumen. Die Kerzenbilder und verlinkten Demonstrationen sind keine Aufforderung zu eigenen Feuerversuchen.
Zum Mitnehmen
Schmelzen und Verdampfen bereiten den Brennstoff vor. Erst die Reaktion mit Sauerstoff macht aus Wachsdampf neue Stoffe. Ein großer Teil verlässt die Kerze als Kohlendioxid und Wasserdampf.
Warum wird eine brennende Wachskerze mit der Zeit kleiner?
Quellen & Weiterlesen
American Chemical Society · Combustion and Burning ↗Hong Kong Observatory · How does a candle burn? ↗National Science Teaching Association · Combustion and a Jumping Flame ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
