Arbeitsblatt: Kohlenwasserstoffe

Kohlenwasserstoffe Wenn ein Kraftfahrer vor der Tankstelle hält, um Benzin nachfüllen zu lassen, dann erhält er ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen mit sieben, acht oder neun Kohlenstoffatomen. Das von dem Fahrer verwendete Öl besteht ebenfalls aus Kohlenwasserstoffen, allerdings enthalten sie mehr Kohlenstoff als das Benzin. Auch der Asphalt sowie der Gummi, aus dem die Reifen bestehen, sind nichts anderes als Verbindungen von Kohlenstoff und Wasserstoff. Manche Kohlenwasserstoffe werden aus Rohöl gewonnen, andere aus der Kohle und natürlich vorkommenden Gasen. Wieder andere Verbindungen dieser Art sind pflanzlichen Ursprungs: zum Beispiel Kautschuk und Terpentin. Der einfachste Kohlenwasserstoff ist das Methan CH4. Es findet sich in Sümpfen, wo diese Verbindung als Produkt der Zellulosegärung entsteht, deshalb wird Methan auch als Sumpfgas bezeichnet. In manchen Steinkohlengruben bedeutet dieses Gas eine grosse Gefahr, denn es bildet mit Luft eine Mischung, die explosiv ist. Schon durch einen Funken können dann die gefürchteten schlagenden Wetter ausgelöst werden. Methan entströmt aus manchen Petroleumquellen in grossen Mengen, es findet sich in vulkanischen Gasen, und schliesslich entsteht es auch bei der trockenen Destillation von Steinkohlen. In der Reihe der Kohlenwasserstoffe folgen Äthan (C2H6), Propan (C3H8) und Butan (C4H10). Die Strukturformeln von Verbindungen zeigen die jeweilige Stellung der beteiligten Atome im Molekül. Bei den oben erwähnten Kohlenwasserstoffen ist zu beachten, dass die vierwertigen Kohlenstoffatome nur eine einzige Bindung miteinander aufweisen. Es folgen die flüssigen Kohlenwasserstoffe C5H12, C6H14, C7H16, C8H18 also Pentan, Hexan, Heptan und Oktan. Man nennt derartige Verbindungen Paraffine oder gesättigte Kohlenwasserstoffe. In der Reihe der ungesättigten Kohlenwasserstoffe sind die Kohlenstoffatome nicht nur durch eine einzige, sondern durch mehrere Brücken verbunden. Zu dieser Gruppe gehören die Olefine, zum Beispiel das Äthylen, C2H4, und das Propylen, C3H6. Ihre Strukturformeln sind folgende: Diese Verbindungen zeigen neben anderen bemerkenswerten Eigenschaften die Fähigkeit, dass sich Moleküle eines leichten Kohlenwasserstoffs vereinigen. Auf diese Weise wird ein komplizierter aufgebauter Kohlenwasserstoff gebildet. Wenn viele gleichartige Moleküle kettenartig aneinander gereiht sind und daher sehr grosse Moleküle bilden, dann spricht der Chemiker von Polymerisation. Derartige Prozesse werden bei der Herstellung von künstlichem Kautschuk verwendet. Umgekehrt kann man auch die Aufteilung grosser Moleküle in sehr viel kleinere erreichen. Das Verfahren (Kracken) wird beispielsweise bei der Gewinnung von Benzin aus schwerem Rohöl in grösstem Umfang angewandt. Wenn man bei Kohlenwasserstoffen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch die HydroxylGruppe (OH), die Carboxylgruppe (COOH) oder Chloratome ersetzt, dann erhält man eine grosse Anzahl von Verbindungen mit den verschiedensten Eigenschaften. Auf solche Weise sind die Chemiker heute in der Lage, ständig neue Heilmittel, neue Farben, plastische Kunststoffe usw. herzustellen. Erdölraffinerie Die Raffinerie des Erdöls vollzieht sich in sogenannten Rektifikationstürmen, mit deren Hilfe eine fraktionierte Destillation erfolgt. Das Erdöl wird auf 370 erhitzt, die entstehenden Dämpfe steigen im Turm empor. Die leichtesten Anteile, Gas und Benzin, gelangen in den obersten Teil der Anlage, es folgen Heizöl, Schmieröl usw.