Welche Gase sind leichter als Luft?

Es gibt nur eine begrenzte Anzahl von Gasen, die leichter als Luft sind, d. h. deren Molgewicht weniger beträgt als 28,836 g/mol. Es handelt sich um folgende 11 Gase, von denen 7 Gase brennbar sind:

Ammoniak nimmt eine Sonderstellung ein. Aufgrund seiner Schwerentflammbarkeit und hohen UEG wird Ammoniak im Außenbereich und beim Gefahrguttransport als “nicht brennbar” eingestuft. Ex-Gefahr ist also in diesen zwei Fällen nicht zu erwarten, es ist jedoch ein Atemgift. Zudem verbindet es sich mit der Luftfeuchtigkeit und ist somit bei einem Stoffaustritt im Freien schwerer als Luft.

Am häufigsten von diesen 11 Gasen dürfte der Feuerwehr das Gas Methan in Form von Erdgas im ABC-Einsatz begegnen. Erdgas besteht zu 75 – 99 % aus Methan und ein (Erd-)Gasaustritt in Gebäuden oder Leitungen im Freien gehört zu den Standard-Einsätzen der Feuerwehr. Zudem findet Erdgas als Treibstoff in Fahrzeugen immer mehr Verwendung.

Immer mehr an Bedeutung gewinnt Biogas. Biogas (welches uns neben der Biogasanlage auch als Faulgas z.B. in der Kläranlage oder Kanälen begegnen kann) ist ein Gemisch aus 45 – 75 % Methan (CH4), 25 – 55 % Kohlenstoffdioxid (CO2), 0 – 5 % Stickstoff (N2), 0 – 2 % Sauerstoff (O2), 0 – 1 % Schwefelwasserstoff (H2S) sowie Spuren anderer Gase. Biogas kann in Abhängigkeit seiner Zusammensetzung leichter, schwerer oder genau so schwer wie Luft sein. Eventuell kann der Anlagenbetreiber genauere Angaben zur Gaszusammensetzung und dem Gasverhalten machen. Normalerweise neigt Biogas nach Freisetzung zur Entmischung. Stoffe, die leichter als Luft sind, schweben nach oben, die anderen Stoffe breiten sich am Boden aus.

Alle anderen explosiven Gase und Gasgemische sind schwerer als Luft.

Mit Ausnahme des brennbaren Cyanwasserstoffs (HCN, M = 27 g/mol) gilt: Brennbare Dämpfe sind immer schwerer als Luft!

Die Ausbreitung von Gasen ist abhängig von der relativen Gasdichte und den Luftströmungen. Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem Molgewicht und der relativen Gasdichte?

Es gilt das Gasgesetz: Masse / Volumen = molare Masse * [Druck / (Gaskonstante R * Temperatur)]

Die Dichte eines Gases ist also proportional zur molaren Masse bei gleicher Temperatur und gleichem Druck, d.h. bei Stoffen, deren molare Masse weniger als Luft (28,836 g/mol) beträgt, ist die relative Gasdichte bei gleichen Umgebungsbedingungen automatisch kleiner eins

Quellen:

– Merkblatt T 055 (BGI/GUV-I 8617), 07/2009 Mess- und Warngeräte für den Explosionsschutz, BG Chemie

– Rist D.: Dynamik realer Gase, Springer Verlag Berlin

Über Markus Held

ist Sicherheitsingenieur, Landkreisausbilder für die Feuerwehr im ABC-Einsatz und ABC-Fachberater im Brand- und Katastrophenschutz. Sein Schwerpunkt sind die Maßnahmen zur Gefahrenabwehr. Er freut sich, Andre Schild bei seinem Engagement für einen besseren Ausbildungsstand im ABC-Bereich unterstützen zu dürfen.
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