Elemente und Moleküle, Schulbuch

150 8 KoHLeNWASSeRStoffe len, die nicht an das Erdgasnetz angeschlossen sind, haben zur Gasversorgung der Chemielabors Flüssiggasanlagen. Die Gasbrenner für Flüssiggas sind etwas anders gebaut als die für Erdgas. Vor allem die benötigte Luftmenge zur Verbrennung ist viel größer als bei Erdgas, da ein Mol Flüssiggas und ein Mol Erdgas zwar das glei- che Volumen haben, das Flüssiggas hat aber die drei- bis vierfache Molmasse. Auch in Campinggasbrennern und in Feuerzeugen wird das Flüssiggasgemisch ver- wendet . Einige Alkangemische sind unter folgenden Trivialnamen bekannt: Petrolether Petrolether ist eine Mischung von Verbindungen mit 5 bzw. 6 C-Atomen. Er dient hauptsächlich als Lösungsmittel. Paraffin Paraffin ist die Bezeichnung für eine Mischung gereinigter Kohlenwasserstoffe. Je nach Kettenlänge unterscheidet man zwischen Paraffinöl (C 12 –C 16 ) und Hartparaffin (C 22 –C 40 ). Benzin, Kerosin, Dieselöl, Heizöle Diese aus dem Alltag bekannten Produkte sind Stoffgemische, die aus Erdöl gewon- nen werden und hauptsächlich aus Alkanen bestehen. (Gewinnungsmethoden und Qualitätskriterien dieser Stoffe werden in Kap. 11 genauer besprochen.) Wasserstoff-Erzeugung Düngemittelherstellung Kunststoffe Polyester Polyurethan Kunstharze CH 4 Extraktionsmittel Lösungsmittel Abb. 150.1: Verwendung von Methan KW Brennstoff CH 4 ... Erdgas (Hauptbestandteil) C 3 H 8 ... „Flüssiggas“ C 4 H 10 ... „Flüssiggas“ C 5 –C 8 ... Benzin C 10 –C 16 ... Kerosin C 10 –C 18 und teilweise längerkettige ... Diesel Heizöl extraleicht Abb. 150.2: Bekannte Alkane und Alkanmischungen ■ 150.1: Verschieden heiße Brennerflammen Halt mit einer Eprouvettenzange eine mit kaltem Wasser gefüllte Probe- röhre in die leuchtende Flamme des Gasbrenners! Das Wasser soll nicht sieden. Nach kurzer Zeit ist auf der Proberöhre eine Rußschicht zu sehen. Entleer die Proberöhre, stell am Brenner die entleuchtete, rauschende Flamme ein und halt die berußte Proberöhre mit der Öffnung nach unten in die Flamme (über inneren und äußeren Kegel)! Die Öffnung nach unten soll verhindern, dass Wasser- tropfen auf das heiße Glas rinnen und dieses zerspringt. Nach einiger Zeit ist die Rußschicht von der oxidierenden Flamme wegoxidiert. Im inneren Kegel bleibt sie erhalten. Zur Erzeugung eines Temperaturbildes der Flamme ist stärkeres Zeichenpapier ge- eignet. Halt für den Längsschnitt der Flamme ein Stück Zeichenkarton vertikal so in die Flamme, dass der Karton die Flamme halbiert! Der heiße Teil schwärzt den Karton, im inneren Kegel bleibt er weiß. Für den Querschnitt halt den Karton hori- zontal in die Flamme! Diesmal ist eine ringförmige Schwärzung zu beobachten. Nimm jeweils den Karton aus der Flamme, bevor er zu brennen beginnt! Führ einen Streichholzkopf rasch durch den äußeren heißen Flammenkegel in den inneren! Dort entzündet sich der Kopf für einige Sekunden nicht, obwohl das Holz im heißen Kegel bereits zu brennen beginnt. SCHÜLeRVeRSUCH ■ 150.1: Methan spielt als Bestandteil der Uratmosphäre und als Treib- hausgas in der heutigen Atmosphäre eine wichtige Rolle. Wieder- hol die Inhalte von Kapitel 6.1 und 6.2! ■ 150.2: Methan ist der Rohstoff für die Synthese von Ammoniak. Wie wird aus Methan das Ammoniak-Synthesegas erzeugt? (Hilfe: Kap. 5.2, Seite 82) ■ 150.3: Berechne, wie viel Liter Luft man zur vollständigen Verbrennung von 22,4 Liter Methan bei Normalbedingungen benötigt und wie viel zur Verbrennung von 22,4 L Flüssiggas. Es soll eine 1:1 Vo- lumsmischung von Propan und Butan angenommen werden. ÜBUNGeN ■ 150.1: Unterscheidung Stadtgas–Erdgas a) Ein alter Brenner für Stadtgas wird an die Erdgasleitung angeschlossen und bei ge- schlossenem Luftrad entzündet. Die Flam- me ist sehr groß, da Stadtgas weniger Heiz- wert hatte und daher mehr Gas verwendet wurde. Beim Öffnen der Luftschraube hebt die Flamme vom Brenner ab. b) Den umgekehrten Fall (Stadtgas im Erdgas- brenner – Rückschlag) kann man mangels Stadtgas nur simulieren. Man stellt einen Erd- gasbrenner mit rauschender Flamme ein und führt mit einem Glasrohr Sauerstoff aus der Gasflasche beim Luftrad zu. Mit zunehmen- der Sauerstoffkonzentration wird die Ver- brennung schneller, die Flamme kürzer und es kommt schließlich zum Rückschlag der Flamme. LeHReRVeRSUCH Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv