Stahlwolle wird beim Brennen schwerer

Eine solche Verbrennung gibt es, und sie ist ein Standardversuch im Chemieunterricht. Statt Wachs nimmt man Eisen, und zwar in Form von Eisenwolle (auch Stahlwolle genannt), wie man sie im Baumarkt zum Polieren kauft: lauter haarfeine Eisenfäden, an die viel Luft herankommt. Ein Bausch von 1,00 g kommt auf die linke Schale einer Balkenwaage, rechts liegt ein Gewichtsstück von 1,00 g. Der Balken steht waagrecht.

Dann hält man eine Flamme an die Wolle. Die Fäden glühen auf, das Glühen wandert durch den Bausch, und zurück bleibt eine spröde, schwarze Masse. Wenn Verbrennen Stoff vernichtet, muss die linke Seite jetzt nach oben gehen. Probier es an der Waage unten aus, bevor du weiterliest.

Der Balken kippt nach links, auf die Seite der verbrannten Wolle. Die schwarze Masse ist Eisenoxid, und sie ist schwerer als das Eisen, aus dem sie entstanden ist. Ist das ganze Gramm Eisen verbrannt, wiegt das Eisenoxid 1,38 g. Diese Zahl ist ein Modellwert: Sie nimmt an, dass alles zu schwarzem Eisenoxid der Sorte Fe₃O₄ wird. An der Luft entsteht vor allem diese Sorte, daneben etwas von anderen Eisenoxiden, und eine echte Waage zeigt deshalb ein wenig mehr oder weniger. Schwerer wird es in jedem Fall.

Aus nichts kann diese Zunahme nicht kommen. Auf der Schale lag nur das Eisen, und um die Schale herum war nur Luft. Etwas aus der Luft muss sich also beim Brennen mit dem Eisen verbunden haben. Genau dieses Rätsel beschäftigte die Chemiker vor 250 Jahren: Sie wussten, dass Metalle beim Erhitzen an der Luft schwerer werden, und konnten es nicht erklären, solange sie Verbrennen für ein Entweichen hielten.

Wenn sich beim Eisen etwas aus der Luft dazugesellt, könnte bei der Kerze etwas in die Luft hinausgehen. Beides zusammen lässt sich nur prüfen, wenn die Luft mit auf der Waage liegt.