22.12.2021

Silvester-Knallerei - ein zweischneidiges Schwert

Prof. Wolfgang Hasenpusch , CLB Chemie in Labor und Biotechnik

Wenn drei Tage vor Silvester in jedem Jahr die Geschäfte und Supermärkte mit ihren Auslagen die Feuerwerkskörper an die Käufer bringen wollen, dann offenbart sich ihnen eine immer größere Anzahl Produkten.

Die Bundesanstalt für Materialprüfung, BAM, musste wieder über 100 neue Silvester-Feuerwerkskörper neu zulassen. Feuerwerkskörper ist die Bezeichnung für pyrotechnische Gegenstände, die Feuerwerk-Zwecken, wie zum Jahreswechsel, dienen.

Zu unterscheiden sind Höhen- und Bodenfeuerwerke. Höhenfeuerwerke explodieren nach gewissen Steighöhen und werfen ihre Effekte aus, wie Leuchtsterne, Heuler, Saluts oder Crackling-Sterne.

Fontänen, Vulkane, bengalische Feuertöpfe und Sonnenräder zählen zu den Bodenfeuerwerken. Verbundfeuerwerk und der Batterieverbund stellen eine Mischform dar.

Abb.1: BAM-geprüfte F1- und
F2-Feuerwerkskörper

Für die Silvester-Feiern gibt es immer wieder eine Vielzahl an beeindruckenden Feuerwerk-Neuheiten, allen voran viele Feuerwerk-Batterien und XXL-Batterie-Feuerwerk. Fast jeder Hersteller entwickelt Jahr für Jahr neue Feuerwerkskörper, die er zum Teil erst kurz vor dem Jahreswechsel präsentiert (Abbildung 1).

Eine Besonderheit bei dem Silvesterfeuerwerk bieten Pfeiftöne. Sie begleiten manche aufsteigende Rakete. Heuler verdanken diesem Effekt ihren Namen. Ihr Treibmittel besteht nicht oder nur anteilig aus Schwarzpulver, sondern aus sauerstoffreichen anorganischen Salzen, wie es Nitrate, Chlorate und Peroxide darstellen. Der Abbrand verläuft dabei nicht kontinuierlich, sondern in Form tausender kleiner Explosionen je Sekunde. Diese versetzen die Luft in Resonanz und erzeugen somit den Pfeifton.

Abb.2: In Deutschland verbotene Silvester-
Feuerwerk mit erhöhter Sprengkraft
aus dem Ausland

Verstärkt kommen auch nicht zugelassene "Polenböller" aus den östlichen Ländern nach Deutschland. Sie entsprechen nicht den geltenden Sicherheitsstandards und haben eine wesentlich höhere Sprengkraft als die hiesigen Feuerwerk-Artikel. Es besteht die Gefahr von Verletzungen, Zerstörungen und Fehlzündungen. Beispiele dieser gefährlichen Feuerwerks-Artikel zeigt Abbildung 2.

Nach der Europäischen GHS/CLP-Richtlinie haben Silvesterböller und -Raketen das Piktogramm der Gefahrenklasse "Explosionsgefahr" mit den Signalwörtern "Gefahr" oder "Achtung" zu tragen (Abbildung 3).

Was enthalten diese gefährlichen Erzeugnisse?

Sylvester-Feuerwerk basiert in der Regel auf Zündsätzen, die aus Schwarzpulver bestehen. Mit derartigen Pulvern gefüllte Bambusrohre gedachten die Chinesen bereits im 7. Jahrhundert Geister zu vertreiben. Schwarzpulver ist eine pyrotechnische Mischung, die aus Kaliumnitrat, KNO₃, Holzkohle, und Schwefel besteht. Dieses pyrotechnische Treibmittel aus etwa 75 % Kaliumnitrat, 15 % Holzkohle und 10 % Schwefel kommt als Korn- oder Mehlpulver mit Bindemitteln oder feucht verpresst und getrocknet in den Handel.

Abb.3: Gefahrensymbol
explosionsgefährliche Stoffe

In früheren Zeiten diente der "Mauersalpeter", das Kalziumnitrat und Magnesiumnitrat als Oxidationsmittel. Diese Ausblühungen von Kalziumnitrat, Ca(NO₃)₂, entstehen an Kalk-Mauerwerk mit stickstoffhaltigen, meist organischen Stoffen, wie Fäkalien oder Stalldung. Wegen des hygroskopischen Verhaltens dieser Nitrate wechselte man zu den Kaliumsalzen. Sie lassen sich leicht über reziproke Salzpaare von Mauersalpeter und Pottasche, K₂CO₃, gewinnen, da das Kalziumcarbonat sehr schwer in Wasser löslich ist, nämlich 6x10^-3 g/l:

Ca(NO₃)₂ + K₂CO₃ → 2 KNO₃ + CaCO3

Eine deutlich stärkere Sprengkraft weisen die sogenannten "Polenböller" aus den Oststaaten auf. Ihre Zündung basiert als "Blitzknallsatz" auf der Reaktion von Kaliumperchlorat mit feinstem Aluminium-Pulver.

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