Inertgas

Als Inertgase bezeichnet man Gas, die sehr reaktionsträge (inert) sind, sich also an nur wenigen chemischen Reaktionen beteiligen. Wenn sie Molekülverbindungen sind, so zeichnen sie sich in der Regel durch eine stark negative Standardbildungsenthalpie aus. Inertgase sind geruchlos und ungiftig, und ihre Präsenz kann durch den Geruchssinn ohne technische Hilfsmittel nicht direkt wahrgenommen werden.

Ob man ein bestimmtes Gas für eine bestimmte Anwendung als Inertgas bezeichnet, ist allerdings auch vom konkreten Fall abhängig. Zu den Inertgasen gehören zum Beispiel elementare Gase wie Stickstoff, sämtliche Edelgase wie Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon und gasförmige Molekülverbindungen wie Schwefelhexafluorid und Kohlendioxid.

Inertgase finden primär Verwendung, um den in der Luft mit knapp über 20 % enthaltenen Sauerstoff von bestimmten chemischen Reaktionen fernzuhalten. Anwendung von größeren Mengen ist beispielsweise das Spülen von Bereichen in welchen sich vorher leicht brennbare Gase befanden und um letzte Gasreste zu entfernen die sonst mit dem Luftsauerstoff zündfähige Gasgemische darstellen würden. Durch die Verdrängung oder deutliche Reduzierung von Sauerstoff können durch Inertgase oxidative Prozesse wie die Verbrennung, Explosionen oder auch im Bereich der Metallberarbeitung Verzunderung von Stoffen verhindert werden. Da auch die meisten Lebewesen und auch der Mensch von der Verfügbarkeit von Sauerstoff in der Atemluft abhängt, sind bei dem Umgang von größeren Mengen reiner Inertgase, besonders in geschlossenen Räumlichkeiten, einschlägige Sicherheitsregeln einzuhalten um die Gefahr einer Asphyxie mit Folge einer Erstickung zu vermeiden.

Explosionsschutz

Schifffahrt

Bei Tankern wird beim Herauspumpen (Löschen) der brennbaren Flüssigladung zum Auffüllen des entstehenden Restvolumens im Tank Inertgas eingefüllt, um zu verhindern, dass ein explosives Luft-Gas-Gemisch entsteht, welches durch Funken gezündet werden könnte. Hierzu werden in der Öltankerfahrt die inerten Abgase der Hauptantriebsanlage verwendet (Dieselmotorabgase beim Motorschiff oder Kesselabgase beim Turbinenschiff).

Auf Flüssiggastankern sind spezielle Inertgasanlagen installiert, da die qualitativen Anforderungen an das Inertgas höher sind als in der Öltankerfahrt. In einer Brennkammer wird schwefelarmes Dieselöl so verbrannt, dass der Restsauerstoffgehalt im Abgas 0,2 Vol.-% nicht übersteigt. Anschließend werden mittels Seewasser Rußpartikel und wasserlösliche Substanzen ausgewaschen. Danach wird das Gas mit Hilfe einer Kälteanlage (Kältetrockner) auf 8 bis 10 °C abgekühlt, dabei kondensiert das im Gas enthaltene Wasser und wird über einen Abscheider entfernt. Dem so vorgetrockneten Gas wird anschließend in einem Adsorptionstrockner die Restfeuchte entzogen, um den je nach Ladung geforderten Taupunkt sicherzustellen, so muss in der LNG-Fahrt ein Taupunkt ≤ −40 °C sichergestellt werden. Zum Inertisieren der Barrieren wird in der Flüssiggasschifffahrt Stickstoff verwendet. Dieser wird entweder in flüssiger Form mittels Tankwagen an Bord geliefert und dort je nach Bedarf verdampft oder mittels Membrananlagen an Bord aus der Luft gewonnen.

Kampfflugzeuge

Ähnlich wie in der Schifffahrt werden auch die Treibstofftanks von Kampfflugzeugen mit einem inerten Gas beaufschlagt, um Feuer und Explosion zu verhindern. Zur Anwendung kommt trockener Stickstoff.

Nach einem Boeing 747-Absturz im Jahr 1996, der durch Explosion eines Treibstofftanks durch Funkenbildung der Tankelektrik verursacht wurde, wurde diskutiert, dies auch in der zivilen Luftfahrt zu praktizieren. Daneben sucht man nach Möglichkeiten, das Kerosin so zu beeinflussen, dass es unter den im Tank herrschenden Bedingungen unbrennbar oder zumindest schwer entflammbar ist.

Chemische Industrie

Inertgase werden in der chemischen Industrie in Lagertanks zum Explosionsschutz beaufschlagt, außerdem werden sie als Schutzgas zur Produktionssicherung verwendet. Zudem sind Schutzgase auch beim präparativen Arbeiten im chemischen Labor oft von großer Bedeutung. So ermöglichen sie z.B. Reaktionsführungen mit Stoffen, die sich bei Kontakt mit Luftsauerstoff oder Luftfeuchtigkeit sofort zersetzen würden. Hierzu wird oft nur innerhalb des Reaktionsgefäßes (z.B. Schlenk-Kolben) die Luft durch ein Schutzgas ersetzt.

Weitere technische Anwendungen

In Glühlampen, um das Verglühen der Wendel zu verhindern
Gaschromatographie, dort Einsatz als mobile Phase (Trägergas)

Basierend auf einem Artikel in:

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