Aufgabe D – Knallerbsen – fulminantes Feuerwerk?
Knallerbsen oder auch Knallteufel sind ganzjährig erlaubte pyrotechnische Erzeugnisse, die vor allem für Kinder angepriesen werden. Ihre Funktion beruht auf einer ausgewogenen Mischung von Chemikalien und einer präzisen Mechanik, die den Knall erzeugt.
Formuliere die Reaktionsgleichungen für die
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a) |
Protolyse der Fulminsäure (Reaktion 1) sowie |
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b) |
Herstellung von Silberfulminat (Reaktion 2). |
Formuliere eine Vermutung über die Ursachen des Ausbleibens einer Reaktion von reinem Silber mit Fulminsäurelösung (M 1).
Formuliere die Reaktionsgleichung während der Zündung einer Knallerbse (M 1 und M 2).
Ordne diese Reaktion einem Donator-Akzeptor-Prinzip begründet zu.
Skizziere den energetischen Verlauf der Reaktion in einem Energie-Reaktionsweg-Diagramm.
Erläutere die Funktionsweise einer Knallerbse unter Berücksichtigung des Aufbaus in M 2.
Erkläre die Beobachtung in Abbildung 1 in M 2.
Formuliere eine Hypothese über eine mögliche Funktion des Sands in Knallerbsen.
Formuliere zum Einsatz von Knallerbsen als ganzjährige pyrotechnische Erzeugnisse für Kinder je ein Pro- und ein Contra-Argument entsprechend des Beispiels in M 3 unter Zuhilfenahme zweier passender Werte aus M 4.
Leite hierzu ein abgewogenes Urteil anhand des gegebenen und deiner zwei gebildeten Argumente ab.
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monatlich kündbarSchulLV-PLUS-Vorteile im ÜberblickDu hast bereits einen Account?Material 1: Knallsäure und ihre Salze
Knallsäure oder Fulminsäure 
ist ein bei Raumtemperatur und Normaldruck farbloses, giftiges und instabiles Gas. In wässriger Lösung reagiert sie als schwache Säure. Die Salze der Knallsäure werden Fulminate genannt. Der gängigste Vertreter ist Silberfulminat 
Man gewinnt dieses durch die Reaktion einer Fulminsäurelösung mit Silber(I)-oxid 
Die meisten Fulminate sind leicht explosiv und zerfallen bei nur geringer Aktivierungsenergie durch Stoß oder Reibung unter anderem zu Kohlenstoffmonooxid und Stickstoff.
Material 2: Aufbau einer Knallerbse und ihre Wirkung
Die äußere Hülle einer Knallerbse besteht üblicherweise aus leichtem Papier oder einem dünnen Kunststoff, welche an einem Ende dochtförmig zusammengerollt sind. Diese äußere Schicht dient nicht nur als Schutz, sondern trägt auch zur Schaffung der erforderlichen Bedingungen für die chemische Reaktion im Inneren bei. Der scheinbare Schutz verbirgt die Füllung der Knallerbse, Sandkörnchen, die mit einer geringen Menge Silberfulminat (Knallsilber) versetzt sind. In Deutschland sind pro Erbse maximal 
Knallsilber zugelassen. Die Knallerbse zündet, wenn sie kräftig auf einen festen Untergrund geworfen wird. Dabei ist ein Knall zu hören und ein Lichtblitz zu sehen.
Abb. 1: Knallerbse vorsichtig vor der Reaktion geöffnet (links) und nach der Reaktion (rechts)
Material 3: Aufbau eines Arguments
Im Zuge einer Bewertung werden rein fachliche Fakten mit wertebezogenen Aussagen durch eine Schlussfolgerung zu einem Argument verbunden. Dabei wird zunächst eine Sachaussage bezüglich des Themas formuliert und diese wird mit Werten verknüpft.
Beispiel zur Bildung eines Arguments zum ganzjährigen Einsatz von Knallerbsen:
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Sachaussage |
Knallerbsen erzeugen bei ihrer Verwendung laute Geräusche, die Tiere erschrecken können. |
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Werteaussage |
Die Gesundheit (also auch das Gehör) der Tiere muss geschützt werden. (Wert: Tierwohl) |
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Schlussfolgerung (Argumentbildung) |
Knallerbsen sollten nicht verwendet werden, da Tiere dadurch erschreckt werden und dies muss im Sinne des Tierwohls unbedingt verhindert werden. (Contra-Argument) |
Material 4: Wertekatalog mit ausgewählten Werten
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Gesundheit |
Umweltschutz |
Tierwohl |
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Menschenwürde |
Freude/Spaß |
Bildung |
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Wohlstand |
Sicherheit |
Freiheit |
Quellen:
Material 1:
https://www.feuerwerk.net/wiki/Knalls%C3%A4ure (letzter Zugriff am: 28.10.2025)
https://roempp.thieme.de/lexicon/RD-11-01303 (letzter Zugriff am: 28.10.2025)
Material 2:
https://www.kunstkinder-mag.de/wie-funktioniert-eine-knallerbse/ (letzter Zugriff am: 21.10.2025)
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monatlich kündbarSchulLV-PLUS-Vorteile im ÜberblickDu hast bereits einen Account?Formulieren der Reaktionsgleichungen
Protolyse von Fulminsäure
Herstellung von Silberfulminat:
Formulieren einer Vermutung
Das Standardredoxpotenzial des Silbers ist höher (positiver) als jenes der Fulminsäure, daher ist keine Reaktion mit reinem Silber möglich.
Formulieren der Reaktionsgleichung während der Zündung
Zuordnung der Reaktion
Es handelt sich um eine Redoxreaktion, da die Silber-Ionen reduziert werden, während Kohlenstoff-Atome und Stickstoff-Atome oxidiert werden.
Anfertigen einer Skizze des energetischen Verlaufs
Erläuterung der Funktionsweise
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Zufuhr der Aktivierungsenergie durch Stoß auf den Boden
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Zerfall des Silberfulminats in überwiegend gasförmige Reaktionsprodukte
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Im Inneren der Papierhülle starke Druckerhöhung
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Zerreißen der Papierhülle
Erklärung der Beobachtung
Die Sandkörner sind nach der Reaktion schwarz gefärbt. Das zeigt die Entstehung des elementaren Silbers während des Zerfalls des Silberfulminats.
Formulieren einer Hypothese
Sand dient als Trägerstoff und erzeugt beim Aufprall Reibung und führt zur Zündung des Knallsilbers.
Formulieren der Argumente
Pro-Argument:
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Sachaussage |
Knallerbsen geben ein lautes Geräusch von sich und erzeugen bei der Reaktion einen kleinen Blitz. Beides belustigt Kinder. |
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Werteaussage |
Freude und Spaß von Kindern ist unbedingt zu ermöglichen und zu fördern. (Wert: Freude/Spaß) |
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Argument |
Knallerbsen sollten ganzjährig verwendet werden, um Kindern ganzjährig leichten Zugang zu Spaß und Freude zu gewähren. |
Contra-Argument:
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Sachaussage |
Bei der unkontrollierten Zündung größerer Mengen Silberfulminats durch unsachgemäße Handhabung von Knallerbsen entsteht ein hoher Druck unter Wärmefreisetzung, die zu Verletzungen führen können. |
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Werteaussage |
Die Gesundheit von Kindern muss unbedingt gesichert werden. (Wert: Gesundheit) |
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Argument |
Knallerbsen dürfen nicht von Kindern allein eingesetzt werden, da sie bei unsachgemäßer Verwendung gesundheitliche Schäden anrichten können. |
Ableiten eines abgewogenen Urteils
Das im Material M 3 gegebene Pro-Argument weist sowohl eine schlüssige Sachaussage als auch Werteaussage und ein gebildetes Argument auf.
Das Wohl von Tieren sowie die Gesundheit von Kindern wiegen mehr als der Spaß und die Freude bei der Benutzung von Knallerbsen. Daher sollte der ganzjährige Einsatz von Knallerbsen eingeschränkt werden.