Neulich haben wir im Chemieunterricht (Klasse 12, Gd) den Brennwert einer Walnuss ermittelt.  Der Brennwert beschreibt die nutzbare Energie in Lebensmitteln bezogen auf 100 g. Um diesen zu bestimmen, haben wir folgenden Versuch gemacht.

Materialien

• Eine Blechdose
• Ein Thermometer
• Eine Nadel in einem Korken
• Eine Halterung (für die Blechdose)
• Eine Waage
• Streichhölzer
• Eine Walnuss
• Wasser

Durchführung

Um den Brennwert zu bestimmen, wurde erst die Anfangsmasse der Nuss mit der Waage bestimmt und die Nuss auf die Nadel gesteckt.

Danach wurde genau 100 g Wasser in die Blechdose gefüllt und die Anfangstemperatur des Wassers mit dem Thermometer gemessen. Dann wurde die Blechdose so in die Halterung gespannt, dass sie ca. 3 cm über der Nuss hängt.

Die Nuss wurde abseits der Dose angezündet und vorsichtig unter die Dose geschoben. Während der Verbrennung wurde das Wasser mit dem Thermometer durchgerührt, damit sich die thermische Energie gleichmäßig im Wasser verteilen konnte. Wenn die Nuss erloschen ist, wurde sie abseits der Dose wieder angezündet.

Sobald die brennbaren Teile der Nuss vollständig verbrannt waren, wurde die Endtemperatur des Wassers in der Blechdose gemessen. Als Letztes wurde die Masse der unverbrannten Reste der Walnuss mit der Waage bestimmt.

Beobachtungen

1. Die Temperatur des Wassers hat sich um 22 K erhöht.
2. Die Masse der Nuss hat um 1,8 g abgenommen.
3. Die Walnuss färbt sich schwarz.

Ergebnisse

1. Bei der Verbrennung der Nuss wird Energie frei, die als Wärme auf das Wasser übertragen wird. Die Temperatur des Wassers erhöht sich dadurch. Da der Versuch in einem offenen System stattgefunden hat, ist auch ein Teil der Energie auf die Umgebung übertragen worden. Die gemessene Temperaturdifferenz ist daher zu gering ermittelt worden.
2. Die Masse der Nuss nimmt während der Reaktion ab, da Gase entstehen, die entweichen.
3. Beim unverbrannten Rest handelt es sich vermutlich um Kohlenstoff.