Erdöl & Kohlenwasserstoffe

Das Benzin im Roller, das Gas im Campingkocher, die Kerze auf dem Tisch und die Plastikflasche in deiner Hand haben denselben Ursprung: Erdöl. Diese schwarze, zähe Flüssigkeit entstand über Millionen Jahre aus abgestorbenen Meereslebewesen tief unter der Erde. Aber wie wird aus einem klebrigen schwarzen Brei so etwas Sauberes wie Benzin oder so etwas Buntes wie eine Trinkflasche? Die Antwort steckt in winzigen Ketten.

Ketten aus Kohlenstoff und Wasserstoff

Erdöl ist ein Gemisch aus vielen tausend verschiedenen Molekülen, die fast alle nach demselben Bauplan aufgebaut sind: ein Gerüst aus Kohlenstoffatomen, an dem außen Wasserstoffatome hängen. Solche Verbindungen heißen Kohlenwasserstoffe, denn sie bestehen nur aus C und H. Das kürzeste ist Methan, CH₄, mit einem einzigen Kohlenstoffatom. Danach kommen Ethan (C₂H₆), Propan (C₃H₈) und immer längere Ketten. Die kleinen Tiefzahlen sagen dir, wie viele Atome der Sorte davor im Molekül stecken: In C₂H₆ sind es 2 Kohlenstoffatome und 6 Wasserstoffatome. Für diese einfachen Ketten, die Alkane, gibt es sogar eine Bauregel: Bei n Kohlenstoffatomen hängen 2n + 2 Wasserstoffatome dran.

Kurz und flüchtig, lang und zäh

Die Kettenlänge bestimmt die Eigenschaften: Kurze Ketten wie Methan und Propan sind bei Zimmertemperatur gasförmig, deshalb kommen sie im Feuerzeug und im Campingkocher zum Einsatz. Mittlere Ketten mit etwa 5 bis 12 Kohlenstoffatomen sind flüssig, dazu gehört Benzin. Je länger die Ketten werden, desto zäher wird der Stoff: erst Diesel und Heizöl, dann Schmieröl, Kerzenwachs und ganz am Ende Bitumen, die zähe schwarze Masse, die den Asphalt der Straßen zusammenhält. Der Grund: Lange Ketten verhaken sich stärker ineinander und lassen sich schwerer voneinander trennen.

Die Raffinerie sortiert nach Kettenlänge

In der Raffinerie wird das Erdölgemisch durch Destillation getrennt: Das Öl wird stark erhitzt, und die Dämpfe steigen in einem hohen Turm auf. Kurze Ketten sieden schon bei niedrigen Temperaturen und steigen bis ganz nach oben, lange Ketten kondensieren weiter unten, wo es heißer ist. So sammelt sich auf jeder Etage eine andere Sorte: oben Gase, darunter Benzin, dann Diesel, ganz unten der zähe Rest. Aus diesen Bausteinen entstehen später Kraftstoffe, aber auch Kunststoffe: Dafür werden kurze Kettenstücke zu riesigen Ketten verknüpft, den Polymeren, aus denen Plastikflaschen und Tüten bestehen.