Was ist Ruß?
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Ruß ist eine Erscheinungsform des Kohlenstoffs. Er ähnelt feinstverteiltem Graphit. Die Teilchen sind im
Allgemeinen mehr oder weniger kugelig.
Ruß ist nicht gleich Ruß
Wenn man das Wort „Ruß“ hört, denkt man gleich an den ungeliebten Schornsteinruß
oder an Dieselstinkerruß. Diese Rußarten sind nicht nur schmutzig, sondern auch Bestandteil
von atmosphärischem Feinstaub. Aber man muss auch an den
Industrieruß als genormtes Produkt denken, mit dem man Pigmente zum Färben von Autoreifen
oder Druckerschwärze zur Produktion von Printmedien herstellt. Dieser Ruß dient auch als Zusatz zu Gummi, denn der
stabilisiert dieses Elastomer und macht es abriebfester und damit griffiger.
Ruß gilt als ausgesprochen toxisch, ja cancerogen. Die beiden Rußgruppen unterscheiden sich jedoch in ihren toxischen Eigenschaften. Schornsteinruß und Dieselruß sind z. B. wegen ihres Gehalts an polycyclischen Aromaten cancerogen, der Industrie-Ruß enthält davon ausgesprochen wenig und ist gesundheitlich unbedenklich, so dass man sein Butterbrot beruhigt in Zeitungspapier einwickeln kann…
Es gibt viele Quellen für Ruß
So entsteht Ruß bei unvollständiger Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Materialien. Bekannt ist die leuchtende
Flamme beim Bunsenbrenner, wenn man die Luftzufuhr zurückstellt. Was da leuchtet, sind Rußpartikel, die durch das
Cracken der Brenngase entstanden sind. Ruß entsteht auch, wenn man Gasflammen an kalten Oberflächen abschreckt.
Je langkettiger gesättigte Kohlenwasserstoffe („Paraffinöle“) sind, desto mehr neigen sie zum Rußen, da sie erst Wasserstoffatome abspalten, die sich dann mit den Radikalmolekülen von Sauerstoff verbinden. Die Wasserstoffatome brennen weg, zurück bleibt der Kohlenstoff. Das ist auch der Grund, warum Fettbrände stark zur Russbildung neigen.
Besonders typisch jedoch ist die Rußentwicklung bei der Verbrennung von ungesättigten, an Wasserstoff armen Verbindungen, bei denen der Kohlenstoffgehalt sehr groß ist - wie bei Ethin. Die Rußbildung wird dabei noch gefördert, wenn zu wenig Sauerstoff zur Verfügung steht.
Letztlich ist ja auch Kohle so ein wasserstoffarmer, ungesättigter Stoff. Deshalb kennt man Ruß weiter als Ablagerungen in Öfen und in Schornsteinen; er ist somit die Berufsgrundlage von Schornsteinfegern. Denn der Ruß muss entfernt werden, da er noch brennbar ist und zu Schornsteinbränden führen kann.
Sagenhaft sind die Brände von Autoreifen, in denen bekanntlich von vornherein viel Ruß als Füllmaterial enthalten ist.
Ruß ist Bestandteil des Photosmogs und sorgt für die typische Trübung der Atmosphäre.
Ruß bildet sich auch im Boudouard-Gleichgewicht.
Er ist deshalb z. B. im Abgas von schlecht eingestellten Dieselmotoren enthalten.
Technischer Industrie-Ruß
In der Technik stellt man ihn vor allem her, indem man bei hohen Temperaturen aromatenhaltige Öle unvollständig verbrennt
oder crackt.
Crack-Ruß ist unter der Bezeichnung Furnace-Ruß bekannt (engl. furnace; Hochofen, Heizofen).
Manche Rußarten sind elektrisch leitend und spielen deshalb in der Batterietechnologie eine gewisse Rolle.
Enthält Ruß Fullerene?
Als die Fullerene entdeckt worden waren, brachte ein aufgeregter Organischer Chemiker seinen Mitarbeitern Ruß mit, den er
aus seinem häuslichen Kachelofen gekratzt hatte. Sein Auftrag lautete - so wird glaubhaft berichtet: “Isolieren Sie mir daraus Fullerene!“.
Der Mann irrte: Im üblichen Ofen-Ruß findet man keine Vertreter dieser Kohlenstoffmodifikation. Zur Herstellung von fullerenhaltigem Ruß verdampft man Graphit in einem Elektroofen, der mit Helium unter einem Druck von 100-200 mbar gefüllt ist. Aus diesem Ruß kann das Fullerengemisch mit Toluol extrahiert werden. Die Auftrennung der Fullerenmischung erfolgt mit Hilfe von spezieller Aktivkohle. Zu den Fullerenen haben wir eine Webseitengruppe.