Chemie begreifen, Schulbuch

Für besonders Interessierte Das Wichtigste T4 230 Zu den allerwichtigsten Rohstoffen zählen Erdöl und Erdgas. Viele Experten sind der Meinung, dass das globale Fördermaximum momentan oder bis 2020 erreicht wird. 2013 wurden täglich ca. 10 Milliarden Liter Erdöl gefördert. Für den Transport einer solchen Menge wäre ein Eisenbahnzug erforderlich, der etwa 1500 km lang ist. Dass das Verbrennen solcher Mengen zu einem rasanten Anstieg der CO 2 -Konzentration führt, ist unbestritten. Es ist jedoch nicht einfach, auf die im Erdöl enthaltene Energie zu verzichten. Erdöl besteht hauptsächlich aus flüssigen Kohlenwasserstoff-Molekülen, in denen feste und gasförmige Kohlenwasserstoff-Moleküle gelöst sind. O-, N-, und S-Atome können bis zu wenigen Prozenten im Erdöl enthalten sein. Man kennt ca. 17 000 unterschiedliche Moleküle, die im Erdöl enthalten sind. Einige dieser Moleküle zeigen, dass das Erdöl vor einigen hundert Millionen Jahren unter Luftabschluss aus biologischem Material gebildet worden ist. Durch Destillation (siehe A2 und A5) wird das Erdöl (geradkettige Alkane, verzweigte Alkane, Cycloalkane, Aromaten) in einzelne Anteile mit unterschiedlichen Siedebereichen aufgetrennt: Naphtha besteht aus Molekülen mit 1 – 8 C-Atomen, Kerosin aus Molekülen mit 8 – 13 C-Atomen und Gasöle enthalten Moleküle ab etwa 14 C-Atomen. Diese Anteile werden durch chemische Prozesse (zB durch Cracking, das Aufspalten größerer Kohlenwasserstoff-Moleküle in kleinere) weiter verarbeitet, um die unterschiedlichsten Kraftstoffe und Grundstoffe für die chemische Industrie bereit zu stellen. Bei Skelettformeln werden im Grundgerüst alle H-Atome samt ihren Elektronenpaaren weggelassen. Die C-Atome werden als Endpunkte, Eck oder Verzweigungsstelle zwischen den Bindungen dargestellt. In den Skelettformeln fehlen grundsätzlich alle C-Atome und die an sie gebundenen H-Atome. Alle übrigen Atome werden mit den daran gebundenen H-Atomen eingezeichnet. Die C-C-Bindungen weisen keine und die C-H-Bindungen fast keine Teilladungen auf. Deshalb ist das Grundgerüst energiereich, und alle organischen Moleküle besitzen Triebkraft. Falls alle C-Atome tetraedrisch von C- oder H-Atomen umgeben sind, so ist das organische Molekül vor Reaktionen geschützt (siehe T2). Anders gesagt: Die Aktivierungsenergie ist bei Alkanen sehr groß und das Grundgerüst ist immer metastabil. Methan Ethan Propan Butan Pentan Hexan Heptan Octan Nonan Decan CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 C 4 H 10 C 5 H 12 C 6 H 14 C 7 H 16 C 8 H 18 C 9 H 20 C 10 H 22 in Erdgas in Flüssiggas in Benzin in Petro- in leum Diesel Alkane mit der Formel C n H 2n+2 usw. Übungsbeispiele Die fehlenden Formeln und Namen sind in der Tabelle zu ergänzen. Formel (Summenformel) Formel (mit Atomgruppen) Name Skelettformel Valenzstrich- formel C 3 H 8 CH 3 COOH 2,3-Dimethyl- hexan Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv