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Mit welcher Methode kann ich in einem wässrigen Abfall einen Flammpunkt von 100°C/150°C bestimmen?

KomNet Dialog 18365

Stand: 22.04.2013

Kategorie: Chemische Belastungen und Beanspruchungen > Allgemeine Fragen zum Gefahrstoffrecht > Chemische Fachfragen

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Frage:

Flammpunktsbestimmung in wässrigen Abfällen Mit welcher Methode kann ich in einem wässrigen Abfall einen Flammpunkt von 100 °C/150 °C bestimmen. Ich habe einen Flammpunktprüfer Rapid Cool Serie 3 der bis 130 °C messen kann. Es ist ein geschlossener Tiegel. Bei der Recherche habe ich die Flammpunkte einer wässrigen Ethanollösung gefunden. Bis zu einem Wassergehalt von 90 % konnte ich die Flammpunkte mit meinem Gerät auch so messen. Den Flammpunkt von 81 °C bei nur noch 5 % Ethanol konnte ich mit meinem Gerät nicht bestimmen. Die Flamme wurde vom Wasserdampf "gelöst". Mit welchem Gerät/Methode wurde der Wert bestimmt, oder ist der Wert nur berechnet. Besteht die Möglichkeit Flammpunkte von 100 °C oder sogar 150 °C in wässrigen Lösung zu bestimmen?

Antwort:

Der Flammpunkt eines entzündlichen Stoffes ist die niedrigste Temperatur, bei der sich über einem Stoff ein zündfähiges Dampf-Luft-Gemisch bilden kann. Im Falle des Ethanols entspricht der Flammpunkt der Temperatur, bei der die Konzentration des Ethanol in der Luft die untere Explosionsgrenze von 3,5 Vol% erreicht, d.h. beim Normaldruck von 1013 hPa einem Dampfdruck des Ethanols von 35,5 hPa bei 12 °C.Liegt der Stoff in wässriger Lösung vor, liegt der Dampfdruck des Stoffes der Konzentration entsprechend niedriger, so dass der Flammpunkt erst bei höheren Temperaturen erreicht wird. Stoffe, wie z.B. Ethanol, zeigen außerdem in wässriger Lösung infolge bipolarer Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindung ein nichtideales Verhalten, wodurch der Dampfdruck des Stoffes noch niedriger und der Flammpunkt entsprechend höher liegt, als der Konzentration des Stoffes entsprechenden würde.Mit welcher Methode Flammpunkte bestimmt werden können, ist vom Temperaturbereich abhängig:·nach Abel der DIN EN ISO 13 736 entsprechend im Bereich -30 °C bis 18,5 °C bzw. 19 °C bis 70 °C·nach Pensky-Martens der ISO 2719 entsprechend im Bereich 40 °C bis 370 °CBei wässrigen Lösungen wird die Flammpunktmessung bei steigender Temperatur zunehmend durch den Dampfdruck des Wassers beeinflusst. Der maximal messbare Flammpunkt wird dabei durch den Siedepunkt der wässrigen Lösung bestimmt, d.h. bei einer gegen 0 gehenden Konzentration des gelösten Stoffes bei Normaldruck auf 100 °C, so dass höhere Flammpunkte prinzipiell nicht messbar sind, auch nicht mit anders konstruierten oder spezialisierten Messgeräten.Auch werden Flammpunkte unterhalb 100 °C zunehmend schwieriger bestimmbar, da durch Verdrängung bzw. Verdünnung des Luftsauerstoffs durch den freigesetzten Wasserdampf die Flamme immer weniger ausgeprägt ist und daher schlechter beobachtet werden kann. Außerdem ist die Ausbildung einer Flamme nur bei einem gewissen Mindestgehalt an Sauerstoff möglich, so dass bei Unterschreiten der Mindestkonzentration der Flammpunkt bereits unter 100 °C nicht mehr bestimmbar ist.Unter http://dl.uctm.edu/journal/node/j2010-1/2_Mariana_19-24.pdf ist eine Veröffentlichung zugänglich, in der die Berechnung der Flammpunkte binärer Gemische der Alkohole Methanol, Ethanol, i- und n-Propanol mit Wasser beschrieben wird. Die recht gute Übereinstimmung der berechneten mit den gemessenen Werten zeigt, dass Messungen in einigen Fällen durch Berechnungen ersetzt werden können.