Lange Ketten spalten
Die Destillation liefert mehr schwere Fraktionen, als gebraucht werden — und zu wenig Benzin.
- Angebot und Bedarf:Rohöl enthält viel Diesel, Heizöl und Rückstand; gefragt sind vor allem Benzin und Gase.
- Cracken:lange Alkan-Moleküle werden bei hoher Temperatur in kürzere gespalten (engl. to crack = spalten).
- Produkte:aus einem Alkan entstehen ein kürzeres Alkan und ein Alken.
- Nachweis:das Produktgemisch entfärbt Bromwasser → Alkene sind entstanden.
Setze die Schere an eine C–C-Bindung und spalte das Molekül (Klick oder ←/→ und Enter). Lege danach ein H-Atom auf das andere Bruchstück um. Alkane im Produktgemisch kannst du weiter cracken.
Halte fest: Beim Spalten fehlt beiden Bruchstücken ein H-Atom. Wandert eines hinüber, wird der Empfänger zum Alkan, der Spender bildet eine C=C-Doppelbindung. Die Zahl der C- und H-Atome bleibt insgesamt gleich.
Wohin mit dem Wasserstoff?
Die H-Atome reichen nicht für zwei Alkane — das erzwingt ein Alken.
Herleitung:
- Thermisches Cracken:über 500 °C ohne Katalysator (Steamcracken um 850 °C) — liefert viel Ethen und Propen, Grundstoffe für Kunststoffe.
- Katalytisches Cracken:um 500 °C an einem Katalysator (Zeolith) — mehr verzweigte Alkane, hochwertiges Benzin.
- Katalysator:senkt die nötige Temperatur und wird selbst nicht verbraucht.
Cracken eines Alkans: \(\ce{C_{n}H_{2n+2}}\) → \(\ce{C_{m}H_{2m+2}}\) + \(\ce{C_{n-m}H_{2(n-m)}}\) — Alkan → kürzeres Alkan + Alken
Allgemeine Hinweise
Nie zwei Alkane
Aus einem Alkan entstehen durch eine Spaltung nicht zwei Alkane: C₁₀H₂₂ hat 22 H-Atome, zwei Pentan-Moleküle bräuchten 24.
Bilanz kontrollieren
Zähle C- und H-Atome links und rechts. Das Alken hat genau 2 · m H-Atome, das Alkan 2 · m + 2.
Cracken ist keine Destillation
Destillieren trennt ein Gemisch nur auf (physikalisch). Cracken bricht Bindungen — eine chemische Reaktion, es entstehen neue Stoffe.