Backpulver-Rakete

Chemisch

Basiswissen｜ Videos｜ Die PhänoMINT-Backpulver-Rakete｜ Fakten, Fachworte und Formeln｜ Chemie der Backpulver-Rakete｜ Reaktionsgleichung｜ Die Molekülgewichte｜ Das optimale Verhältnis｜ Das Gasvolumen｜ Der Druck｜ Tipp｜ Fußnoten

Basiswissen

Natron (Backpulver) und Essigessenz: zwei Haushaltsmittel erzeugen Gas unter hohem Druck. Dieser Druck schleudert einen Raketenkörper als Geschoss mehrere Meter hoch in die Luft. Bei Pilotversuchen mit einer fertig gekauften Rakete wurden Flugweiten von über 13 Metern erreicht.

Videos

Nicht besonders dramatisch, aber typisch: nach dem Befüllen der Rakete mit dem Treibstoff dauerte es oft über eine Minute, bis der Gasdruck im Inneren die Rakete vom Sockel abhob. In ersten Pilotversuchen wurden Flughöhen von deutlich über 4 Meter und Flugweiten von 10 Metern (Abschusswinkel 45°) erreicht.

Für die ersten 10 cm nach dem Start wurden rund 10 m/s oder fast 36 km/h erreicht. Der Treibstoff waren 1 Gramm reines Natron (Natriumhydrogencarbonat) und 3 Gramm Essigessenz (25 %).

Dieses Video zeigt, wie man das Natron (Backpulver) und den Essig in festen Mengen in die Rakete abfüllen kann. Am Ende sieht man kurz auch einen Flug.

Die PhänoMINT-Backpulver-Rakete

Ein bewährtes Konzept für schnelle Erfolge bietet die fertig gebaute "PhänoMINT-CO2-Rakete" des moses Verlag aus Kempen.^[6] Mit ihr wurden 2026 mehrere Versuche in einer Lernwerkstatt in Aachen^[7] durchgeführt.

Bezeichnung: PhänoMINT CO2-Rakete

Händler: moses Verlag GmbH aus Kempen.

Artikelnummer: 30342

Gekauft am 19. Mai 2026 in Aachen

Preis pro Stück: rund 6 Euro

Flugweite bis 17 Meter^[8]

Mehr unter 👉 WH54 20260519 Inventar CO2-Rakete

Nach einigen Experimenten sind wir etwas von der Betriebsanleitung des Herstellers abgewichen. Mit der folgenden Schritten konnten wird dann die zuverlässigsten Flüge und die größten Flugweiten erzielen. Hier unsere vorläufigen Tipps:

Kein Backpulver verwenden (unsichere Zusammensetzung), besser reines 👉 Natron

Keinen Essig verwenden, besser 25-%-ige 👉 Essigessenz

Mischung nicht in den Rumpf geben, besser aufteilen:

Das pulverförmige Natron kommt in den Sockel.

Die flüssige Essigessenz kommt in den Rumpf.

Nicht auf festen Platten landen lassen (Rissgefahr)

Wir wählten als Landeplatz eine sichere Rasenfläche.

Nicht senkrecht nach oben fliegen lassen.

Wir bauten eine Startrampe für 45°-Grad als 👉 Abschusswinkel

Erste Experimente mit unterschiedlichen Verhältnissen und Mengen an Natron und Essigessenz deuten an, dass die größten Flugweiten bei einem Massenverhältnis von etwa 1:3 von Natron zu Essenz liegen könnten.

Fakten, Fachworte und Formeln

Fakten

Eine Backpulver-Rakete gilt grundsätzlich als Luftfahrzeug^{👉  [3]}

Sie gilt nur als Rakete, wenn sie im Flug noch angetrieben ist 👉 Rakete

Wird sie nur beim Start "weggeschleudert" ist die "Rakete" eigentlich ein 👉 Geschoss

Im Englischen spricht man von baking soda rocket, auch vinegar rocket, oder Alka-Seltzer rocket.

Für große (1 bis 2 Liter) Raketen werden Steighöhen von einigen Zehnermetern berichtet.

Fachworte

Wie schräg die Rakete abgeschossen sagt der 👉 Abschusswinkel

Wie schwer die Rakete beim Start ist sagt die 👉 Startmasse

Wie hoch die Rakete maximal kommt ist die 👉 Steighöhe

Der Innenraum der Rakete ist ein 👉 Reaktor

Formeln

F=m·g für die 👉 Hubkraft

p=F/A für den 👉 Druck

s=½at² für 👉 senkrechter Wurf

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂ 👉 Reaktionsgleichung

durch Tausend 👉 Liter in Kubikmeter

durch Million 👉 Kubikzentimeter in Kubikmeter

durch Hunderttausend 👉 Pascal in bar

Chemie der Backpulver-Rakete

Reaktionsgleichung

Bei der chemischen Reaktion von Natriumhydrogencarbonat (dem Backpulver) mit der Essigsäure aus der Essigessenz entstehen drei neue Stoffe: Natriumacetat, Wasser und Kohlendioxid.

Es ist das gasförmige Kohlendioxid, das für den gewünschten Aufbau von Gasdruck wichtig ist. Solange der Reaktorraum der Rakete noch verschlossen ist, baut sich ständig weiter Druck auf.

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂

Legende

NaHCO₃ 👉 Natriumhydrogencarbonat [Natron]

CH₃COOH 👉 Essigsäure [z. B. in Essigessenz]

CH₃COONa 👉 Natriumacetat

H₂O 👉 Wasser

CO₂ 👉 Kohlendioxid

Die zwei Ausgangsstoffe, das Natriumhydrogencarbonat und die Essigessenz bezeichnet man als Edukte. Die drei Endstoffe, das Natriumacetat, das Wasser und das Kohlendioxid sind die Produkte.

Ausgangsstoff 👉 Edukt

Endstoff 👉 Produkt

Mit Hilfe dieser Reaktionsgleichung kann man jetzt zum Beispiel über das ideale Gasgesetz und das Molvolumen (etwa 22,4 Liter Gas pro Mol an Stoff) weitere Berechnungen anstellen.

Die Molekülgewichte

Die typischen Teilchen einer chemischen Reaktion sind Atome und Moleküle. Moleküle bestehen oft aus mehreren Atomen. Kennt man die Masse von bestimmten Arten von Atomen, kann man daraus die Masse von Molekülen berechnen. Das Atome sehr klein und leicht sind, verwendet man als Einheit der Masse oft nicht das Kilogramm. Stattdessen verwendet man die sogenannte atomare Masseneinheit Masseneinheit (u). Die Zahl 1 steht dann in etwa für die Masse von einem Atom Wasserstoff:

H -> 1

C -> 12

O -> 16

Na -> 23

Wenn sich Moleküle aus mehreren Atomen zusammensetzen, dann kann man die Massen der beteiligten Atome aufaddieren. Die Summe gibt dann die Massen der Moleküle in Vielfachen der atomaren Masseneinheit u:

NaHCO₃ -> 23 + 1 + 12 + 3·16 = 84

CH₃COOH -> 12 + 3·1 + 12 + 16 + 16 + 1 = 60

CH₃COONa -> 12 + 3·1 + 12 + 16 + 16 + 23 = 82

H₂O -> 2·1 + 16 = 18

CO₂ -> 12 + 2·16 = 44

Das heißt anschaulich gesprochen, dass zum Beispiel ein Molekül des Gases Kohlendioxid (CO₂) rund 44 mal so schwer ist wie ein Atom Wasserstoff. Mit Hilfe der atomaren Masseneinheiten kann man sehr bequem die Verhältnisse der Atom- und Molekülmassen in ganzen Zahlen betrachten. Siehe auch 👉 Molekülmasse

Das optimale Verhältnis

Über eine längere Rechnung über die Molekülmassen^[1] kann man herausfinden, in welchem Verhältnis man Essigessenz (25 %) mit Backpulver mischen muss, dass jedes Teilchen Natriumhydrogencarbonat genau ein Teilchen der Essigsäure hat, um damit zu reagieren.

1 Gramm Natron

3 Gramm Essigessenz

Ergeben am am Ende: 0,5 Gramm CO2

Das wären etwa 250 cm³ Gasvolumen

Faustregel

Eine Faustregel ist dann: drei mal so viele Gramm Essigessenz wie Natron. Und: für jedes Gramm Natron erhält man nach dieser Faustformel am Ende in etwa ein halbes Gramm Kohlendioxid. Innerhalb der Chemie bezeichnet man das Fachrechnen, zur Bestimmung solcher Verhältnisse auch als 👉 Stöchiometrie

Backpulver

Backpulver besteht zu einem großen Teil aus Natriumhydrogencarbonat, aber nicht nur. Im Backpulver sind zum Beispiel auch Säuremittel, Stärke und Gewürze mit enthalten. Möglicherweise ist der Anteil von Natriumhydrogencarbonat an der Gesamtmasse weniger als die Hälfte oder sogar nur ein Viertel.

Das Gasvolumen

Kleinere Raketen aus Backpulver fliegen also schon mit wenigen Gramm Backpulver. Würde ein Gramm Backpulver mit der Essigessenz vollständig reagieren, entstünden daraus gut 0,5 Gramm CO2. Wie viele Liter oder Kubikzentimeter Gas wären das in etwa? Das kann man über zwei weitere Angaben abschätzen.

Ein Mol eines Gases nimmt in etwa 22,4 Liter ein 👉 molares Volumen

Ein Mol CO₂ wiegt in etwa 44 Gramm 👉 Molekülmasse

Man hat 44 g/mol oder 1/44 mol/g 👉 spezifische Stoffmenge

Um aus der Angabe Gramm pro Mol zu Mol pro Gramm zu kommen, kann man einfach den Kehrwert bilden. So wird aus der Molekülmasse die sogenannte spezifische Stoffmenge.^[2] Wenn man also bei Kohlendioxid 1/44 mol pro Gramm hat, dann kommt man mit dem halben Mol mit der kleinen Backpulver-Rakete auf die Hälfte von 1/44 mol und das sind rund 1/88 mol. Und über das molare Volumen von 22,4 Liter pro Mol kommt man dann darauf, dass ein halbes Gramm Kohlendioxid ohne Einengung in einem Gefäß ein Volumen von etwa einem Viertel Liter oder 250 Millilitern kommt.

Der Druck

Für eine kleine Backpulver-Rakete ist eine realistische Annahme für das Innenvolumen der "Brennkammer" oder des "Reaktors" 10 cm³. Wenn in einer solchen Rakete ein Gramm Backpulver vollständig zu 0,5 Gramm oder 1/88 Mol oder 250 cm³ Kohlendioxid reagiert, und wenn das Gas überhaupt nicht aus dem engen Raum entweichen könnte, dann wäre der Druck am Ende 25 bar hoch.

1 Gramm Natron

3 Gramm Essigessenz

Ergeben am am Ende: 0,5 Gramm CO2

Das wären etwa 250 cm³ Gasvolumen

Eingeengt auf etwa 10 cm³ wären das …

maximal etwa 25 bar als 👉 Gasdruck

25 bar ist für Gegenstände aus dem Alltag ein sehr hoher Druck. Flaschen für Sprudelgetränke müssen etwa 6 bis 7 bar aushalten. Prall gefüllte Reifen von einem Fahrrad liegen oft zwischen 5 bis 8 bar. Eine Spielzeug-Rakete aus Plastik hält ganz sicher keine 25 bar. Tatsächlich hebt die Rakete schon lange vor dem Erreichen dieses Druckes von ihrer Plattform ab. Bei welchem Druck die Rakete "zündet", hängt davon ab, wie fest ihre "Brennkammer" verschlossen ist. Der Druck bei Abheben dürfte aber bei maximal einigen wenigen bar liegen.

TO-DO:

Druck im Inneren einer Backpulver-Rakete beim Start bestimmen

Wie könnte man den Druck im Inneren der Rakete beim Start abschätzen? Dazu geeignete Messgeräte sind wahrscheinlich teuer und kompliziert in der Handhabung. Eine erste Idee ist es, die Rakete an Schienen zwangszuführen, sodass sie nur senkrecht nach oben aufsteigen aber nicht etwa zur Seite kippen kann. Wenn die "Spitze" der Rakete ein flacher Kreis ist, könnte man dort gezielt schwere Gewichte als Ballast drauf stellen. Wird die so beschwerte Rakete angehoben, kann man die Hubkraft (Masse mal Ortsfaktor 9,81 N/kg) abschätzen.

Raketenmasse mal Ortsfaktor (m·g) gibt die 👉 Hubkraft [beim Start]

Die Hubkraft dividiert durch den Querschnitt gibt den 👉 Druck

Aus der Querschnittsfläche der Rakete kann man dann auf den dazu nötigen Druck zurück schließen. Wenn die Rakete zum Beispiel 100 Gramm oder 0,1 kg wiegt und einen Querschnitt von vielleicht 6 cm² hat, dann würde sie beim ersten leichten Abheben einen Innendruck von 0,017 bar mehr als die Atmosphäre benötigen.

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Masse mal Ortsfaktor gibt die Hubkraft: 0,1 kg mal 9,81 N/kg gibt etwa eine Hubkraft von 1 Newton. Um eine Rakete mit 100 Gramm Startmasse anzuheben benötigt man mindestens 1 Newton an Hubkraft.

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Kraft pro Fläche gibt Druck: die nötige Kraft von 1 N muss von 6 cm² Querschnittsfläche aufgebracht werden. 6 cm² sind 6/10000 m². P=F/A gibt dann P = 1 N / 0,0006 m² oder rund 1700 Newton pro Quadratmeter.

Statt Newton pro Quadratmeter (N/m²) sagt man auch kurz Pa (Pascal). Pascal geteilt durch 100000 (einhunderttausend oder 10 hoch 5) gibt bar. Also kommt man auf 1700/100000 bar oder rund 0,02 bar Überdruck. Alles an Druck, was darüber hinaus geht, wird die Rakete beschleunigen und ihr mehr Geschwindigkeit nach oben geben.

Tipp

TIPP:

Handelsübliches Backpulver neigt oft dazu klumpig oder pappig zu werden. Es klebt dann im Inneren der Rakete an den Wänden und fällt nicht wie gewünscht in den Essigbehälter unten. Hier empfiehlt es sich reines Natriumhydrogencarbonat zu verwenden. Dieses Pulver bleibt meist rieselfähig und führt auch schneller zur gewünschten chemischen Reaktion. Reine Natriumhydrogencarbonat kann man zum Beispiel unter dem Handelsnamen Kaiser Natron kaufen.^[4]

Fußnoten

[1] Wie man rechnerisch auf das theoretisch optimale Verhältnis von Essigessenz zu Backpulver kommt, ist ausführlich erklärt auf der Seite zum 👉 Kerzen-Killer-Versuch

[2] Die "spezifische Stoffmenge" ausdrücklich in der Einheit "mol/g" wird zum Beispiel verwendet in: Denise Chan: Thermische Alterung von Dieseloxidationskatalysatoren und NOx-Speicherkatalysatoren. Korrelierung von Aktivität und Speicherfähigkeit mit physikalischen und chemischen Katalysatoreigenschaften. Dissertation, Karlsruher Institut für Technologie (KIT). 2013 Print on Demand 2014. ISBN 978-3-7315-0162-6. DOI: 10.5445/KSP/1000037905

[3] "Raumfahrzeuge, Raketen und ähnliche Flugkörper gelten als Luftfahrzeuge, solange sie sich im Luftraum befinden." In: Luftverkehrsgesetz (LuftVG) § 1. Stand Mai 2026. Siehe auch 👉 Luftfahrzeuge

[4] Das Produkt mit dem Namen "Kaiser Natron Pulver" wird synonym auch als "Natriumbicarbonat" oder als "Natriumhydrogencarbonat" bezeichnet. In: Sicherheitsdatenblatt. KAISER NATRON PULVER. Arnold Holste Wwe. GmbH & Co KG, Bielefeld. Erstellungsdatum 12. Februar 2014. Zur Chemie siehe auch den Artikel zum 👉 Natriumhydrogencarbonat

[5] Als "Reaktor bezeichnet [man] einen abgegrenzten Raum (Behältnis, Behälter), der speziell dafür konstruiert und hergestellt wurde, um darin unter definierten Bedingungen bestimmte Reaktionen ablaufen lassen und steuern zu können". In: der Artikel "Reaktor". Wikipedia. Abgerufen am 17. Mai 2026. Online: https://de.wikipedia.org/wiki/Reaktor

[6] Gefilmt wurde eine Rakete des "moses Verlag GmbH" aus Kempen. Der Artikelname ist "PhänoMINT CO2-Rakete", an anderer Stelle auch als "Schaumrakete" bezeichnet. Die Artikelnummer ist: 30342. Die Rakete wurde im Jahr 2026 Spielzeughandel für rund 6 Euro das Stück verkauft. Siehe auch 👉 WH54 20260519 Inventar CO2-Rakete

[7] Gemeint ist die 2010 gegründete 👉 Mathe-AC Lernwerkstatt Aachen

[8] Amin Bouddounti, 29. Mai 2026: 2 Gramm Natron und 4 Gramm Essigessen (25 %) bei einem Abschusswinkel von 45°.