Was funkelt bei einer Wunderkerze?

Mit ihren sternförmigen Funken, die sie in alle Richtungen versprüht, zieht eine brennende Wunderkerze schnell die Blicke auf sich. Vor dem Entzünden wirkt der dünne Metallstab, dessen oberer Teil mit einer zumeist grauen Masse ummantelt ist, dagegen alles andere als glanzvoll. In dem unscheinbaren Überzug finden sich im Wesentlichen vier verschiedene Stoffe.

Zunächst einmal Eisenpulver für den eigentlichen pyrotechnischen Effekt der Wunderkerze. Dann Aluminiumpulver als eine Art Treibstoff, der die Verbrennung des Eisenpulvers antreibt. Damit das Aluminium verbrennen kann, kommt ein Oxidationsmittel – vornehmlich Bariumnitrat – als Sauerstofflieferant hinzu. Und schließlich ist noch ein Bindemittel nötig, um alles fest miteinander zu verbinden. Diese Funktion übernimmt meistens Stärke. Bei der Herstellung werden die Stoffe zu einer Paste verrührt und die noch blanken Stahlstäbe anschließend kurz in die entstandene Masse getaucht. Sobald der Überzug getrocknet ist, kann das Wunder beginnen.

Temperaturen von bis zu 1600 Grad Celsius

Beim Entzünden einer Wunderkerze spaltet sich das Bariumnitrat durch die Zufuhr von Wärme in Bariumoxid, Stickstoff und Sauerstoff auf. Wichtig ist dabei der freiwerdende Sauerstoff, denn er ermöglicht die Verbrennung des Aluminiumpulvers. Letzteres fängt bei etwa 650 Grad Celsius an zu brennen – eine Temperatur, die von der Flamme eines Streichholzes oder Feuerzeugs problemlos erreicht wird.

Das brennende Aluminium erzeugt mit 750 bis 850 Grad Celsius wiederum ausreichend hohe Temperaturen, um das Eisenpulver zu entzünden. Durch die resultierende Hitze verbindet sich Kohlenstoff, der in geringen Mengen im Eisen enthalten ist, mit Sauerstoffmolekülen zu Kohlendioxid. Diese chemische Reaktion erfolgt geradezu explosiv, wobei sich das entstehende Gas ausdehnt und die entzündeten Eisenpartikel aus der Wunderkerze herauskatapultiert.

Brennende Wunderkerze

Viele der glühenden Eisenkörner verlassen die Wunderkerze nicht einzeln, sondern zusammengeballt mit weiteren Partikeln. Diese kleinen Klumpen zerfallen während des Fluges in mehrere Funken, die dann sternförmig auseinanderfliegen. Beim Verbrennen des Eisenpulvers entstehen Temperaturen von bis zu 1600 Grad Celsius. Die glühende Wunderkerze ist also mit Vorsicht zu behandeln – sie kann Verbrennungen verursachen und Brände auslösen.

Die stiebenden Funken kühlen hingegen schnell ab, denn die winzigen Eisenpartikel – typischerweise nur wenige Tausendstel Millimeter groß – besitzen nur eine geringe thermische Energie. Selbst auf ungeschützter Haut verursachen die Funken daher keine Verbrennungen. Dennoch sollte man Acht geben: Leicht entflammbare Stoffe wie Papier oder trockenes Laub können durch die glühenden Partikel in Flammen aufgehen. Und auch für empfindliche Körperteile, etwa unsere Augen, sind die Funken nicht ungefährlich. Wunderkerzen also stets vom Gesicht fernhalten.