Definition

Eine Wunderkerze (englisch „sparkler“) ist ein handgehaltener pyrotechnischer Feuerwerkskörper, der langsamer verbrennt und dabei helle Funken abgibt. Eine Besonderheit ist, dass Wunderkerzen auch unter Wasser brennen können.

Eine ein Meter lange Wunderkerze der Firma WECO^[1] beim Abbrand, Neujahr 2026. Man sieht, wie kurz die Lebensdauer und damit auch wie kurz die Flugstrecke der glühenden Metallteilchen ist.

Physikalisches Prinzip

Der Aufbau besteht aus einem stabilen Metall‑Drahtträger Auf diesen ist eine pyrotechnische Mischung als dicke Beschichtung aufgebracht. Diese Mischung enthält ein Oxidationsmittel, metallische Brennstoffe und ein Bindemittel. Beim Anzünden läuft eine exotherme Verbrennungsreaktion ab, die Temperaturen über etwa 1000 °C erreichen kann. Die glühenden Funken entstehen durch brennende Metallpartikel, vor allem aus Eisen, Aluminium, oder Titan. Durch Gasentwicklung werden die Metallteilchen aus der Masse geschleudert. Im Kontakt mit dem Sauerstoff der Luft glühen sie weiter. Farbunterschiede der Funken hängen von der Wahl des Metallpulvers ab. Wunderkerzen können sogar in einer inerten Atmosphären oder unter Wasser brennen, da sie eine eigene Sauerstoffquelle im Oxidationsmittel mitführen. Wegen der hohen Temperaturen besteht Verbrennungsgefahr.

Technische Angaben

Trägermaterial: Metallischer Draht (meist Stahl, oft verkupfert)

Oxidationsmittel: Barium‑, Kalium‑ oder Strontiumnitrat; ggf. Perchlorate

Metallischer Brennstoff: Eisenpulver, Aluminium, Titan, Ferrotitan

Bindemittel: Dextrin, Stärke, Mehl oder Nitrocellulose

Farbbeeinflussung der Funken: Eisen → orange; Al/Ti → weiß; Ferrotitan → gelb‑gold

Typische Längen: 30 cm, 40 cm, 70 cm; bis etwa 1 m (Riesenwunderkerzen)

Brenndauer: z. B. 40 Sekunden (30 cm)

Verbrennungstemperatur: über 1000 °C (typisch)

Mechanismus Funkenentstehung: Glühende Metallpartikel, mechanisch durch Gasdruck freigesetzt

Typische Reaktionen (vereinfachte Beispiele): Al + O2 → Al2O3; Fe + O2 → Fe2O3; NOx/CO2, H2O entstehen

Eigene Sauerstoffquelle: Ja (Oxidationsmittel liefert Sauerstoff)

Verbrennung auch in inerten Atmosphären und unter Wasser: Ja (freie O2‑Quelle in Mischung)

Sicherheit: Sehr hohe Temperatur; Brand‑ und Verbrennungsgefahr

Wasser-Brenn-Versuch

Wasser löscht, aber nicht immer.

Eine einzelne Wunderkerze, die man brennend in ein Gefäß mit Wasser taucht, geht sofort aus.^[2] Bindet man aber 10 Wunderkerzen zu einem engen Bündel zusammen, so brennen diese einige Sekunden lang auch gut sichtbar unter Wasser weiter. Rein chemisch gesehen fügt das Wasser der brennenen Wunderkerze keine Schaden zu. Die Kerze benötigt keinen Sauerstoff aus der Luft. Vielmehr ist der für das Brennen nötige Sauerstoff in dem Stoff der Kerze selbst mit enthalten. Wie also löscht das Wasser die Wunderkerze?

Einzelkerze

Zu schnell zu kalt

Dass eine einzelne ins Wasser getauchte Kerze recht schnell ausgeht kann man mit der Zündtemperatur erklären. Um nämlich den Brennstoff zur Oxidation - dem Brennen - mit dem Sauerstoff zu bringen, benötigt man eine Mindesttemperatur. Wird diese unterschritten, erlischt das Feuer. Genau das passiert, wenn man eine einzelne Zündkerze in Wasser tunkt. Das Wasser leitet Wärme gut ab. Und da Wärme immer von der hohen Temperatur hin in Richtung niedrigerer Temperatur fließt, wird die brennende Kerze abgekühlt.

Kerzenbündel

Ein enges Bündel aus 10 Kerzen brennt einige Sekunden lang auch unter Wasser weiter. Wie kann das sein, wenn doch das Wasser die Wärme von den Kerzen wegführt und damit das Erreichen der Zündtemperatur in Frage stellt. Als Antwort kommen mehrere Effekte in Frage. Vielleicht genügt einer von ihnen, vielleicht müssen auch mehrere oder alle zusammenwirken.

a) Mauer-Effekt: die im Inneren des Bündels gelegene Wunderkerzen könnten durch die äußeren Kerzen vor dem direkten Kontakt mit dem Wasser geschützt werden.

b) Overkill-Effekt: 10 Kerzen produzieren gemeinsam so schnell so viel Wärme, dass das Wasser die Wärme für ein Löschen nicht schnell abführen kann. Physikalisch damit verwandt sind Effekte rund um die 👉 Bremsleistung

c) Volumen-Effekt: Im Inneren eines Körpers produzierte Wärme benötigt längere Zeit um bis nach außen zu wandern. In der Biologie spielt das eine Rolle als 👉 Bergmannsche Regel

Ein interessanter Folgeversuch wäre es, eine Wunderkerze in einer sogenannten inerten Atmosphäre ohne Sauerstoff brennen zu lassen. Man könnte zum Beispiel größere Mengen schweres Kohlendioxid in einen Messbecher füllen und dann die brennende Wunderkerze dort hineintunken. Eine normale Wachskerze würde darin erlöschen. Die Wunderkerze müsste der chemischen Theorie nach weiter brennen. Siehe dazu auch 👉 Kerzen-Killer-Versuch

Fußnoten

[1] Die ein-Meter Wunderkerze der Firma WECO aus Eitorf an der Sieg hatte die folgenden Angaben auf der Packung: "Art.-Nr. 6179 Maxi-Star, POLAR Super100 0589-F2-1366 KAT. F2 BAM-F2-1366". In Deutschland ist die "Abgabe an Personen unter 18 Jahren verboten".

[2] Ich machte diesen Versuch mit einer brennenden Wunderkerze der Firma WECO aus Eitorf an der Sieg. Angaben auf der Packung: "Art.-Nr. 6158-05-3-115 Wunderkerze Carat 0589-F10144 KAT. F1 BAM-F1-0144" Und: "Abgabe an Personen unter 12 Jahren verboten".