Was haben die Alkane mit einem Verbrennungsmotor zu tun?
Hallo,
Ich muss ein Referat über einen Verbrennungsmotor in Chemie halten. Das aktuelle Thema, welches wir im Chemieunterricht gerade behandeln, heißt Alkane. Jedoch kriege ich den Zusammenhang zwischen den Alkanen und dem Verbrennungsmotor nicht heraus. Ich hoffe ihr könnt helfen.
LG Julian
5 Antworten
In alten Zeiten bestand der Benzin und der Dieselkraftstoff vorwiegend aus Alkanen = Paraffinen mit den zugehörigen Siedepunkten.
Nun hat die Benzinfraktion bei der Erdöldestillation eine niedrige Oktanzahl, damit kann man einen moderen Motor nicht betreiben, ohne ihn zu beschädigen. Dehalb hat die Erdölindustrie weitere Stoffe druntergemischt, um die Oktanzahl zu verbessern. Im WK2 wurden Aromaten zugesetzt. Das ist aber keine gute Idee, weil diese giftig sind und zu wenig Energie enthalten - aufgrund der Delokalisierungsenergie der Aromaten. In den 50-er Jahren gab es den Bleizusatz. Das war eine extreme Umweltverschmutzung und wurde später verboten. Heute haben sie synthetische Zusätze, Ether und Ester, um die gewünschte Oktanzahl zu erreich. Weiters wird noch Alkohol zugesetzt.
Ich schätze - dass heute immer noch ein erheblicher Teil dieser Treibstoffe aus Alkanen besteht. Also gilt der Zusammenhang heute noch.
Moin,
Verbrennungsmotoren wie der Otto-Motor laufen mit Kraftstoffen wie Benzin. Benzin ist ein Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen, vor allem auch mehr oder weniger kurzkettigen oder cyclischen Alkanen.
Alkane spielen auch im Bezug auf die "Klopffestigkeit" des Motors eine Rolle, weil zum Beispiel n-Heptan nicht besonders gleichmäßig verbrennt und deshalb im Motor dazu führt, dass die Kolben anfangen zu "zittern", was man als "Klopfgeräusch" wahrnehmen kann. Deshalb erhielt n-Heptan willkürlich den Klopffestigkeitswert 0 zugeordnet. Dagegen verbrennt 2,2,4-Trimethylpentan (iso-Octan) sehr schön gleichmäßig, wodurch der Motor sehr ruhig läuft. Deshalb erhielt diese Substanz willkürlich den Klopffestigkeitswert 100 zugeordnet. Und nun kann man reale Kohlenwasserstoffmischungen in Benzinen mit diesen beiden Alkanwerten vergleichen, um mit Hilfe der sogenannten Octanzahl anzugeben, wie gut sich das gerade betrachtete Benzin im Motor verbrennen lässt.
Eine Octanzahl von 95 bedeutet dann also, dass dieses Benzin genauso gut verbrennt wie eine Mischung aus n-Heptan und iso-Octan im Verhältnis 5% : 95%. Das heißt nicht, dass in dem betrachteten Benzin 95% iso-Octan (und 5% n-Heptan) enthalten sind, sondern es bedeutet, dass dieses Benzin genau so gut verbrennt, wie eine entsprechende Mischung aus n-Heptan und iso-Octan...
Ansonsten könntest du (wenn du nicht nur den Otto-Motor betrachten willst, sondern auch noch den Dieselmotor) auch noch auch Diesel-Kraftstoffe eingehen. Als aktuellen Bezug könntest du dabei auch noch auf den Dieselskandal bei VW oder Daimler (und anderen Autoherstellern) eingehen und erläutern, wieso hier Fahrverbote im Raum stehen...
Genug Anregungen und Bezüge?
LG von der Waterkant.
Iso-Oktan und andere Kohlenwasserstoffe sind der Hauptbestandteil von Benzin.
Man misst auch die Klopffestigkeit, also die Fähigkeit das Benzin ohne Selbstzündung zu verdichten in Relation zu 100% Iso-Oktan C8H18.
Der Kraftstoff Benzin (-> Verbrennungsmotor) besteht hauptsächlich aus mittelkurzen (6-12 Kohlenstoffe pro Kette) gesättigten Kohlenwasserstoffen (Alkane).
Dann kannst du vielleicht noch ganz kurz erklären wie ein Motor funktioniert (verschiedene Takte usw) und beim Benzin was wichtig ist.. z.B. die Klopffestigkeit/Oktanzahl oder E10.
Der Rohstoff von Benzin ist Erdöl.
Erdöl ist ein Gemisch verschiedener Kohlenwasserstoffe, die weitgehend langkettig sind.
Diese sind jedoch nichts wirklich nützlich/brauchbar für Otto-Motoren. Daher müssen diese gecrackt, also in kürzere Kohlenwasserstoffe zerbrochen werden.
Bei diesem Vorgang erhält man, u.a. auch nach der Destillation, eine Reihe von Alkanen oder zyklischen Kohlenwasserstoffen, die sich im Benzin wiederfinden.
Octan ist eins davon. Die Klopffestigkeit eines Treibstoffes wird durch die Octanzahl angegeben und wird durch Additive und/oder Isomere des Octans beeinflusst.