Bild 1: Wem geht da nicht das Herz über?
(Foto: Christel Blume)

Weihnachten ist das Fest, an dem viel gefuttert wird - vor allem Schokoladiges. Dazu passend erreichte mich diese Anfrage:

Können Sie mir die Frage beantworten warum Schokolade brennen kann? Wir haben die Schokolade zuerst angekokelt, dann abkühlen lassen und anschließend wieder über eine Kerze gehalten. An dem angekokelten Stück begann die Schokolade zu brennen. Ich stellte zwar Vermutungen über die Ursache auf, eine eindeutige Antwort auf die Frage warum Schokolade brennen kann, konnte ich jedoch nicht finden.

Das ist leicht zu beantworten. Aber zunächst führen wir den beschriebenen Versuch durch.

Versuch 1: Schokolade brennt Wir falten einen leeren Teelicht-Alubecher so, dass wir ein Stück Schokolade hineinlegen können. Die Schokolade sollte etwas über den Becherrand ragen. Wir halten das überstehende Stück mit einer Zange oder Pinzette in eine Kerzenflamme. Für eine feuerfeste Unterlage sorgen! Zum Löschen eine Schale mit Wasser bereithalten. Bild 2: Schokolade im Alubecher (Foto: Christel Blume) Ergebnis: Wir stellen fest, dass die Schokolade nur schwer zu entzünden ist. Sie schmilzt recht schnell und die Tropfen haben kaum Zeit sich zu entzünden. Auch hält sich die Flamme nicht lange außerhalb der Kerzenflamme, sie erlischt leicht. Bild 3: Versuch 1 (Foto: Christel Blume) Hinweis: Je mehr Kakao die Schokolade enthält, desto leichter lässt sie sich verkohlen und folglich auch anzünden. Weiße Schokolade, die statt Kakao nur Kakaobutter enthält, schmilzt sehr rasch und lässt sich deshalb nicht so gut entzünden. Wenn sie aber einmal Feuer gefangen hat, brennt sie wie alle reinen Fette besonders gut. Zur Chemie der Schokolade haben wir den Tipp des Monats Nr. 198.

Wir erinnern uns an einen Chemiker-Trick: Beim Entzünden eines Zuckerwürfels haben wir uns eines Reaktionsbeschleunigers bedient, eines Katalysators. Dort haben wir Holzkohlenasche genommen.

Versuch 2: Wie Schokolade leicht und nachhaltig entzündet werden kann Wir nehmen den Aufbau wie bei Versuch 1. Nur reiben wir diesmal die Schokolade mit reichlich Holzkohlenasche ein. Wir halten den Alubecher in die Kerzenflamme. Bild 4: Schokolade mit Holzkohlenasche (Foto: Christel Blume) Ergebnis: Die Schokolade entzündet sich recht rasch. Sie brennt lang anhaltend mit heller Flamme ab.

Bild 5: Versuch 2
(Foto: Christel Blume)

Es handelt sich um eine so genannte Heterogene Katalyse-Reaktion. Hier wirkt vor allem das in Pflanzenasche reichlich vorhandene Kaliumoxid als Oxidationskatalysator.

Warum brennt Schokolade überhaupt?
Sie wissen, dass Holz brennt. Oder Kohle. Oder Heizöl. Es handelt sich bei allen um so genannte organische Substanzen, letztlich aber um Kohlenwasserstoffe und deren Abkömmlinge wie Zucker, Fette, Eiweiße. Diese alle verbrennen, wenn man sie entzündet, zu Kohlendioxid und Wasser sowie einigen Stickstoffverbindungen. Auch Schokolade besteht aus diesen organischen Substanzen - Zucker, Fett, Eiweiß.

Schokolade brennt vor allem deshalb so gut, weil sie viel Fett enthält. (Die Fette kristallisieren übrigens leicht aus. Dann erkennt man an länger gelagerter Schokolade einen weißen, schuppigen Belag - das sind die Fettkristalle.) Fette bilden nach Erdöl die energiereichste Verbindungsgruppe.

Dass man die Schokolade vorm Entzünden erst ankokeln muss, liegt daran, dass man zum Brennen zunächst die die Verbrennung hemmenden Stoffe (vor allem Wasser) austreiben muss. Deshalb brennt Schokolade erst, wenn man sie vor dem Entzünden zumindest an einer Ecke kräftig erhitzt.

Hinzu kommt, dass ein Festkörper gar nicht brennt: Um ihn zu entflammen, muss man ihn zuvor verdampfen. Oder er bildet beim Erhitzen Zersetzungsprodukte, die brennbar sind. Deshalb lässt sich auch die resultierende Kohle anzünden. Deren Flamme sorgt dafür, dass die Verbrennung weiterläuft, indem sie das zum Start notwendige „Ankokeln“ übernimmt.

Durch die Wärme, die die Flamme beim Verbrennen von Schokolade produziert, bekommt die gesundheitliche Kalorienangabe einen realen Sinn
Man spricht auch von Brennwert eines Stoffs. Die Messgröße ist kJoule/g. Früher nutzte man die Kalorienskala, wobei den meisten nicht klar war, dass es sich genau genommen um Kilokalorien handelt.

Versuch 3: Wasser kochen mit Schokolade Man füllt einen Alubecher mit Schokolade und vermischt diese mit Holzkohlenasche. Dann erhitzt man die Schale, bis die Schokolade anfängt zu brennen. Man hält ein Reagenzglas, das halbvoll mit Wasser gefüllt ist, in die Flamme. In das Wasser müssen unbedingt Siedesteine gegeben werden! Ergebnis: Das Wasser wird heiß und beginnt sogar zu kochen.

Fette haben bekanntlich am meisten Kalorien, also den höchsten Brennwert. Eiweiße und Kohlenhydrate bringen es gerade auf die Hälfte. Das liegt daran, dass sie schon von vornherein teilweise oxidiert sind und deshalb beim Verbrennen weniger Energie freisetzen.

Energiegehalt von Nahrungsmitteln

Stoffklassen- Bezeichnung

Typische Kurzformel

Kalorischer Wert

Physiologischer Wert

		Cal/g	kJoule/g	Cal/g	kJoule/g
Fette	-(CH2)-	9,4	39,2	9,3	39,0
Kohlenhydrate	-(CHOH)-	4,1	17,1	4,1	17,1
Proteine	-(CHNH2)-	5,6	23,4	4,1	17,1

Zur Tabelle muss man noch anmerken, dass man den in einem Kalorimeter (Frage 1585) bestimmten Brennwert von dem physiologischen Brennwert unterscheiden muss. Denn die Substanzen müssen noch resorbiert werden. Außerdem ist zu bedenken, dass Proteine im Körper nicht vollständig umgesetzt („verbrannt“) werden.

Im lebenden Körper wird nichts verbrannt
Man sagt gern, dass wir Nahrungsmittel „verbrennen“. Beim Verbrennen denkt man an offene Flammen, aber im Körper finden zum oxidativen Abbau von Nahrungsmitteln Prozesse statt, bei denen die Energie kaum als Wärme, sondern eher als chemische Energie freigesetzt wird. (Klicke hier.) Das heißt, dass die Energie zum Aufbau und Umbau anderer biochemischer Substanzen genutzt wird. Das Mittlermolekül ist das ATP. Aber das wollen wir hier nicht weiter vertiefen. Erinnern wollen wir in diesem Zusammenhang aber auch an die Brennstoffzelle, in der die Energie von Prozessen, die eigentlich Verbrennungen sind, in elektrische Energie umgewandelt wird.

In beiden Fällen - im Organismus und auch in der Brennstoffzelle - helfen zur (fast kalten) „Verbrennung“ wie bei unserem Versuch 2 Katalysatoren. Im Organismus sind dies die Enzyme.

Das Folgende ist vielleicht nicht für jedes Gemüt geeignet
Auch Menschen brennen - zum Beispiel in einem Krematorium. Man muss sie allerdings zuvor mit einer Gasflamme zumindest zum Teil trocknen (das entspricht dem Ankokeln der Schokolade) - danach brennen sie aber von selbst weiter. Dabei setzen sie soviel Energie frei, dass man mit ihnen im Sinn der Energierückgewinnung sogar die umgebenden Räume heizt. („Dass wir hier im Warmen sitzen, verdanken wir Opa…“.) Große Probleme allerdings machen den Krematoriumsbetreibern zu dicke Leute, da ihre Verbrennungswärme die dafür nicht ausgelegten Anlagen überhitzt. Klicken sie auch hier (Frage 1584).

Rüdiger Blume

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