Bild 1: Erdöl / Asphalt-See auf Trinidad
(Foto: Daggi)


Woraus Erdöl besteht

Experimente:
Versuch: Die Verbrennungsprodukte von Erdöl und Treibstoff
Versuch: Feste Erdölbestandteile lösen sich in flüssigen Erdöldestillaten
Versuch: Destillation von Erdöl


Erdöl ist ein schmutzig aussehender Stoff, der abstoßend "nach Petroleum" riecht (griech. petros, Stein, Felsen, lat. oleum, Öl), also nach "Steinöl". Erdöl ist in Wasser nicht löslich, sondern bildet eine Schicht, die auf dem Wasser schwimmt.

Bild 2 (Foto: Daggi)


Es brennt, wobei Kohlenstoffdioxid und Wasser entstehen (-> Versuch). Daraus folgt, dass Erdöl eine Verbindung aus Kohlenstoff und Wasserstoff ist. Damit gehört es zu der Gruppe der Kohlenwasserstoffe.

Erdöl enthält insgesamt viele tausend verschiedene, miteinander leicht vermischbare Verbindungen. Obwohl die einzelnen Bestandteile bei Zimmertemperatur verschiedene Aggregatzustände aufweisen, ist diese Mischung bei Zimmertemperatur normalerweise flüssig. Das kommt daher, dass sich feste Bestandteile des Erdöls in den flüssigen lösen (-> Versuch).

Die Kohlenwasserstoffe, deren Moleküle aus Ketten mit weniger als fünf Kohlenstoffatomen bestehen, sind gasförmig, dann folgen flüssige Verbindungen mit mittellangen Molekülen und schließlich feste Substanzen wie Paraffin (Kerzenwachs), deren Moleküle sehr lange Ketten sind. Diese sind - wie die gasförmigen - in den flüssigen Kohlenwasserstoffen gelöst. Dazu gibt es Moleküle mit verzweigten Ketten und auch ringförmige Verbindungen. Alle Verbindungen können auch noch ungesättigt sein, also Doppelbindungen aufweisen. Typisch ist auch das Auftreten von aromatischen Verbindungen wie Benzol, Toluol oder Xylol. Weiter findet man auch stickstoff- und schwefelhaltige Verbindungen im Öl. Der Schwefelanteil kann bis zu 5 %, der von Stickstoff bis zu 2 % betragen.

Dass Erdöl ein Stoffgemisch ist, wird besonders deutlich, wenn man das Öl destilliert. Anders als beim Destillieren eines Reinstoffs (wie Wasser) beobachten wir keinen scharfen und konstanten Siedepunkt, sondern ein kontinuierliches Ansteigen der Dampftemperatur, also einen Siedebereich. Wir unterbrechen die Destillation bei verschiedenen Temperaturen und erhalten somit verschiedene Fraktionen (-> Versuch).

Je niedriger der Siedepunkt ist, desto klarer und farbloser ist das Öl. Mit steigendem Siedepunkt nimmt die Beweglichkeit der Flüssigkeit ab, das heißt, die Viskosität nimmt zu. Je niedriger der Siedepunkt ist, desto leichter lässt sich die Fraktion entzünden. Je höher der Siedebereich ist, desto dunkler ist die Flamme, desto mehr Ruß beobachten wir auch.

Diese verschiedenen Eigenschaften wie Siedebereich, Zündverhalten, Viskosität und Dichte sind wichtig für die technische Verwendung als Benzin, Kerosin, Dieselkraftstoff oder Heizöl, Schmieröl, Vaseline, festes Paraffin und als Bitumen (lat. Erdpech) für Isolieranstriche oder als Asphalt für Straßenbeläge.

Mit Erdöl und seiner Verarbeitung befasst sich ein besonderer Zweig der Chemie, die Petrochemie (neuerdings auch Petrolchemie genannt). Aus Erdöl werden nicht nur Brennstoffe gewonnen, sondern auch Grundchemikalien für die gesamte organische Chemie. So werden viele Kunststoffe und auch Farben aus ihnen hergestellt.


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Letzte Überarbeitung: 07. Februar 2012, Dagmar Wiechoczek