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Lernlandkarte: Erdöl und Alkane verständlich erklärt

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Johanna

9.12.2022

Chemie

Lernlandkarte Chemie Erdöl, Alkane

Lernlandkarte: Erdöl und Alkane verständlich erklärt

Die Welt des Erdöls ist faszinierend und komplex - von seiner Entstehung tief unter der Erde bis zur Verarbeitung in hochmoderne Produkte, die unseren Alltag prägen. In diesem Überblick tauchen wir ein in die spannende Reise des Erdöls: wie es über Millionen Jahre aus organischem Material entstand, wie die Förderung von Erdöl in verschiedenen Weltregionen funktioniert, und wie durch fraktionierte Destillation von Erdöl zahlreiche wichtige Produkte gewonnen werden. Wir betrachten auch fortschrittliche Analysemethoden wie die Gaschromatographie und lernen die chemischen Grundlagen der Kohlenwasserstoffe kennen. Dieses Wissen ist nicht nur für die Chemie relevant, sondern hilft uns auch, die Bedeutung von Erdöl als wichtigsten fossilen Rohstoff zu verstehen.

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9.12.2022

2069

CHEMIE KLAUSUR VORBEREITUNG
Entstehung von Erdöl und Erdgas
-besteht aus abgestorbenen kleinstlebewesen wie zum Beispiel Algen oder Plankton

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Entstehung und Förderung von Erdöl

Die Entstehung von Erdöl beginnt mit abgestorbenen Kleinstlebewesen wie Algen oder Plankton, die auf den Meeresgrund sinken. Dort werden sie unter Sauerstoffmangel zunächst zu Faulschlamm und durch weiteren Druck zu Tonschiefer umgewandelt. Bakterien wandeln diesen Tonschiefer schließlich in einfache Kohlenwasserstoffe um.

Bei der Bildung von Erdöllagerstätten:

  • Erdöl steigt aufgrund seiner geringen Dichte nach oben
  • An der Erdoberfläche bildet es manchmal "Ölkuhlen" natu¨rlicheO¨lseennatürliche Ölseen
  • Trifft es auf undurchlässiges Gestein, entstehen unterirdische Lagerstätten
  • Gasförmige Bestandteile bilden Erdgasblasen über dem Öl

Die Förderung von Erdöl konzentriert sich hauptsächlich auf Vorkommen in:

  • Venezuela
  • Saudi-Arabien
  • Kanada
  • Iran

Für die Suche nach neuen Lagerstätten werden Spezialist*innen aus verschiedenen Wissenschaftsbereichen benötigt. Bei einer Bohrung schießt das Öl zunächst unter Druck nach oben, später müssen Pumpen eingesetzt werden. Unter optimalen Bedingungen können bis zu 50% des vorhandenen Öls gefördert werden.

Um die Ausbeute zu erhöhen, wird das Öl entweder erhitzt, um es dünnflüssiger zu machen, oder mit Lösungsmitteln behandelt, um mehr Öl aus dem Gestein zu lösen.

Nach der Reinigung wird das gewonnene Rohöl über Pipelines oder per Schiff transportiert, während ein Teil des Erdgases in unterirdischen Speichern gelagert wird.

Wichtiges Konzept: Die Entstehung von Erdöl ist ein natürlicher Prozess, der Millionen Jahre dauert und bei dem organisches Material unter hohem Druck und ohne Sauerstoff in Kohlenwasserstoffe umgewandelt wird.

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Entstehung von Erdöl und Erdgas
-besteht aus abgestorbenen kleinstlebewesen wie zum Beispiel Algen oder Plankton

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Destillation und Aufbereitung von Erdöl

Die fraktionierte Destillation von Erdöl ist ein zentraler Prozess bei der Verarbeitung von Erdöl. In Raffinerien wird das Rohöl zunächst auf etwa 400°C erhitzt, wodurch es in verschiedene Bestandteile zerfällt.

Der Destillationsprozess läuft in einer Kolonne mit etwa 40 Etagen ab:

  • Die Dämpfe steigen durch Rohre nach oben und kühlen dabei ab
  • Weiter unten kondensieren Kohlenwasserstoffe mit höheren Siedetemperaturen
  • Weiter oben sammeln sich leichtere Kohlenwasserstoffe mit niedrigeren Siedetemperaturen

Bei der Erdöl Destillation entstehen verschiedene Produkte mit unterschiedlichen Siedebereichen:

  • Gase C1C4C₁-C₄: <30°C – verwendet als Heizgase
  • Benzin C5C12C₅-C₁₂: 30-150°C – verwendet als Lösemittel und Autobenzin
  • Kerosin C10C16C₁₀-C₁₆: 150-250°C – verwendet als Flugbenzin
  • Gasöle C15C22C₁₅-C₂₂: 250-350°C – verwendet als Diesel- und Heizöl

Die verschiedenen Siedetemperaturen der Erdöl Destillation Produkte hängen von der molaren Masse der Kohlenwasserstoffe ab: Je größer die molare Masse, desto höher ist der Siedepunkt.

Zur Berechnung der molaren Masse folgt man diesen Schritten:

  1. Indexzahl aus der Verbindung entnehmen
  2. Molmassen der Elemente aus dem Periodensystem ablesen
  3. Molare Massen addieren und ggf. mit Indexzahlen multiplizieren

Schlüsselprinzip: Die fraktionierte Destillation von Erdöl ermöglicht es, aus einem komplexen Gemisch verschiedene nutzbare Produkte zu gewinnen, indem die unterschiedlichen Siedepunkte der Kohlenwasserstoffe ausgenutzt werden. Diese atmosphärische Destillation ist der erste Schritt bei der Aufbereitung von Erdöl.

CHEMIE KLAUSUR VORBEREITUNG
Entstehung von Erdöl und Erdgas
-besteht aus abgestorbenen kleinstlebewesen wie zum Beispiel Algen oder Plankton

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Gaschromatographie und Zwischenmolekulare Kräfte

Die Gaschromatographie ist eine wichtige Analysemethode zur effektiven Trennung und Identifizierung von Substanzgemischen. Der Gaschromatographie Ablauf umfasst folgende Schritte:

  1. Die zu analysierende Substanz wird in den Injektor gegeben und auf 450°C erhitzt
  2. Die gasförmige Probe gelangt in die Trennsäule stationa¨rePhasestationäre Phase
  3. Einzelsubstanzen lösen sich unterschiedlich schnell aus dem Gasstrom mobilePhasemobile Phase
  4. Durch Adsorption erreichen die Einzelsubstanzen den Detektor zu verschiedenen Zeiten
  5. Die Substanzen werden einzeln erfasst und können identifiziert werden

Das Gaschromatographie Trennprinzip basiert auf zwischenmolekularen Kräften, die in drei Haupttypen unterteilt werden:

Van-der-Waals-Kräfte:

  • Schwächste Form der zwischenmolekularen Kräfte
  • Entstehen durch temporäre Dipole aufgrund von Ladungsverschiebungen
  • Werden in drei Arten unterteilt: Keesom-, Debye- und London-Wechselwirkungen
  • Die Stärke nimmt mit zunehmendem Abstand zwischen den Teilchen ab

Wasserstoffbrückenbindungen:

  • Stärkste zwischenmolekulare Kraft
  • Anziehung zwischen einem gebundenen Wasserstoffatom und einem freien Elektronenpaar

Für die Nomenklatur und Isomerie organischer Verbindungen folgt man diesem Schema:

  1. Hauptkette bestimmen und Namen des Alkans festlegen
  2. Seitenketten benennen Methyl,Ethyl,usw.Methyl, Ethyl, usw.
  3. Seitenketten alphabetisch ordnen
  4. Positionen der Seitenketten nummerieren

Anwendungsbeispiel: Die Gaschromatographie findet vielfältige Anwendung bei der Analyse von Erdölprodukten, Umweltproben und in der forensischen Chemie. Als Trägergase mobilePhasemobile Phase werden häufig Helium oder Stickstoff verwendet, während als stationäre Phase meist spezielle Polymere oder Silikagel zum Einsatz kommen.

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Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

Chemie

2.069

9. Dez. 2022

4 Seiten

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Johanna

@manetti.ist.drin

Die Welt des Erdöls ist faszinierend und komplex - von seiner Entstehung tief unter der Erde bis zur Verarbeitung in hochmoderne Produkte, die unseren Alltag prägen. In diesem Überblick tauchen wir ein in die spannende Reise des Erdöls: wie es... Mehr anzeigen

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Entstehung und Förderung von Erdöl

Die Entstehung von Erdöl beginnt mit abgestorbenen Kleinstlebewesen wie Algen oder Plankton, die auf den Meeresgrund sinken. Dort werden sie unter Sauerstoffmangel zunächst zu Faulschlamm und durch weiteren Druck zu Tonschiefer umgewandelt. Bakterien wandeln diesen Tonschiefer schließlich in einfache Kohlenwasserstoffe um.

Bei der Bildung von Erdöllagerstätten:

  • Erdöl steigt aufgrund seiner geringen Dichte nach oben
  • An der Erdoberfläche bildet es manchmal "Ölkuhlen" natu¨rlicheO¨lseennatürliche Ölseen
  • Trifft es auf undurchlässiges Gestein, entstehen unterirdische Lagerstätten
  • Gasförmige Bestandteile bilden Erdgasblasen über dem Öl

Die Förderung von Erdöl konzentriert sich hauptsächlich auf Vorkommen in:

  • Venezuela
  • Saudi-Arabien
  • Kanada
  • Iran

Für die Suche nach neuen Lagerstätten werden Spezialist*innen aus verschiedenen Wissenschaftsbereichen benötigt. Bei einer Bohrung schießt das Öl zunächst unter Druck nach oben, später müssen Pumpen eingesetzt werden. Unter optimalen Bedingungen können bis zu 50% des vorhandenen Öls gefördert werden.

Um die Ausbeute zu erhöhen, wird das Öl entweder erhitzt, um es dünnflüssiger zu machen, oder mit Lösungsmitteln behandelt, um mehr Öl aus dem Gestein zu lösen.

Nach der Reinigung wird das gewonnene Rohöl über Pipelines oder per Schiff transportiert, während ein Teil des Erdgases in unterirdischen Speichern gelagert wird.

Wichtiges Konzept: Die Entstehung von Erdöl ist ein natürlicher Prozess, der Millionen Jahre dauert und bei dem organisches Material unter hohem Druck und ohne Sauerstoff in Kohlenwasserstoffe umgewandelt wird.

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Destillation und Aufbereitung von Erdöl

Die fraktionierte Destillation von Erdöl ist ein zentraler Prozess bei der Verarbeitung von Erdöl. In Raffinerien wird das Rohöl zunächst auf etwa 400°C erhitzt, wodurch es in verschiedene Bestandteile zerfällt.

Der Destillationsprozess läuft in einer Kolonne mit etwa 40 Etagen ab:

  • Die Dämpfe steigen durch Rohre nach oben und kühlen dabei ab
  • Weiter unten kondensieren Kohlenwasserstoffe mit höheren Siedetemperaturen
  • Weiter oben sammeln sich leichtere Kohlenwasserstoffe mit niedrigeren Siedetemperaturen

Bei der Erdöl Destillation entstehen verschiedene Produkte mit unterschiedlichen Siedebereichen:

  • Gase C1C4C₁-C₄: <30°C – verwendet als Heizgase
  • Benzin C5C12C₅-C₁₂: 30-150°C – verwendet als Lösemittel und Autobenzin
  • Kerosin C10C16C₁₀-C₁₆: 150-250°C – verwendet als Flugbenzin
  • Gasöle C15C22C₁₅-C₂₂: 250-350°C – verwendet als Diesel- und Heizöl

Die verschiedenen Siedetemperaturen der Erdöl Destillation Produkte hängen von der molaren Masse der Kohlenwasserstoffe ab: Je größer die molare Masse, desto höher ist der Siedepunkt.

Zur Berechnung der molaren Masse folgt man diesen Schritten:

  1. Indexzahl aus der Verbindung entnehmen
  2. Molmassen der Elemente aus dem Periodensystem ablesen
  3. Molare Massen addieren und ggf. mit Indexzahlen multiplizieren

Schlüsselprinzip: Die fraktionierte Destillation von Erdöl ermöglicht es, aus einem komplexen Gemisch verschiedene nutzbare Produkte zu gewinnen, indem die unterschiedlichen Siedepunkte der Kohlenwasserstoffe ausgenutzt werden. Diese atmosphärische Destillation ist der erste Schritt bei der Aufbereitung von Erdöl.

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  2. Die gasförmige Probe gelangt in die Trennsäule stationa¨rePhasestationäre Phase
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Das Gaschromatographie Trennprinzip basiert auf zwischenmolekularen Kräften, die in drei Haupttypen unterteilt werden:

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  • Schwächste Form der zwischenmolekularen Kräfte
  • Entstehen durch temporäre Dipole aufgrund von Ladungsverschiebungen
  • Werden in drei Arten unterteilt: Keesom-, Debye- und London-Wechselwirkungen
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  • Stärkste zwischenmolekulare Kraft
  • Anziehung zwischen einem gebundenen Wasserstoffatom und einem freien Elektronenpaar

Für die Nomenklatur und Isomerie organischer Verbindungen folgt man diesem Schema:

  1. Hauptkette bestimmen und Namen des Alkans festlegen
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Homologe Reihe der n-Alkane

Alkane sind die einfachsten Kohlenwasserstoffe und bilden die Grundlage der organischen Chemie. Was sind Alkane?

  • Sie bestehen nur aus den Elementen Kohlenstoff CC und Wasserstoff HH
  • Es handelt sich um gesättigte Kohlenwasserstoffe mit ausschließlich Einfachbindungen
  • Früher wurden sie auch als Paraffine bezeichnet
  • Alle Alkane sind schlecht wasserlöslich

Die homologe Reihe der n-Alkane beginnt mit Methan CH4CH₄ und setzt sich mit steigender Kettenlänge fort: Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan und Decan.

Die physikalischen Eigenschaften der Alkane ändern sich systematisch mit der Kettenlänge:

  • Methan bis Butan sind bei Raumtemperatur gasförmig
  • Alkane von Pentan bis etwa C₁₉ sind flüssig
  • Alkane mit mehr als 20 C-Atomen sind fest
  • Mit zunehmender Kettenlänge steigen Schmelz- und Siedetemperatur

Interessanterweise haben isomere Alkane gleicheSummenformel,aberunterschiedlicherAufbaugleiche Summenformel, aber unterschiedlicher Aufbau unterschiedliche Eigenschaften:

  • Verzweigte Alkane haben niedrigere Siede- und Schmelzpunkte als unverzweigte
  • Grund: Die verzweigte Struktur führt zu einer geringeren Moleküloberfläche
  • Dadurch wirken weniger zwischenmolekulare Kräfte
  • Folge: niedrigerer Siedepunkt bei verzweigten Isomeren

Alkane lassen sich in verschiedenen Schreibweisen darstellen: als Summenformel, Strukturformel, Halbstrukturformel oder Skelettformel.

Wichtige Erkenntnis: Alkane sind wesentliche Bestandteile von Erdöl und dienen als Ausgangsstoffe für zahlreiche Produkte der chemischen Industrie. Die Eigenschaften der Alkane, besonders ihre Siedepunkte, sind entscheidend für die fraktionierte Destillation von Erdöl, bei der die verschiedenen Bestandteile des Rohöls getrennt werden.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

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