Uwe Lüttgens
Unser Fuhrpark, bestehend aus einem alten Dieselkombi und meinem Motorrad, wird seit einiger Zeit ergänzt durch einen Kleinwagen, der ebenso wie das Motorrad mit Benzin betankt werden muss. Stehe ich an der Tankstelle, versuche ich mir – Routine hin, Routine her – immer wieder bewusst klarzumachen, welchen fossilen Kraftstoff ich tanken muss: Diesel oder Super-Benzin? Bild 1: Diesel oder Super – tanke ich den richtigen Kraftstoff?
Denn es kommt ab und zu vor, als man denkt, dass Besitzer eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor den falschen Kraftstoff tanken. Weil sie mit ihren Gedanken woanders sind oder gerade die „falsche“ Routine abläuft. Ein Beispiel erzählte mir ein Tankstellenbetreiber: „Neulich kam ein Berufskraftfahrer, der normalerweise mit seinem schweren LKW unterwegs ist, mit seinem Wohnmobil aus dem Urlaub wieder zurück und wollte noch rasch tanken. Er fuhr jedoch aus beruflicher Gewohnheit an die AdBlue-Zapfsäule, da AdBlue die LKW-Motoren bekanntlich umweltfreundlicher machen soll. Der Berufskraftfahrer war beim Tanken, wie ich glaube, nicht im Urlaubsmodus mit seinem Camper, sondern fuhr „gedanklich“ mit seinem LKW an die Zapfsäule, an der routiniert vor dem Einfüllen des Diesel-Kraftstoffs erstmal AdBlue getankt wird.“ Sicherlich eine eher seltene Fehlleistung, jedoch mit fatalen Folgen für den Diesel-Motor des Campers: Einmal AdBlue im Tank, schaffte der es gerade so noch von der Tankstelle zum benachbarten Supermarkt. Dann gab der Motor seinen Geist auf, wahrscheinlich, weil die schleimige Pampe, die sich aus Diesel, Harnstoff und Wasser bildet und das Einspritzsystem zusetzt, den Zylinderraum stark geschädigt hat. Das war teuer, der Schaden betrug ca. 6500,- Euro für einen neuen Motor. Ursache dieses teuren Faux-Pas war – wie so häufig – Gedankenlosigkeit, gepaart mit Routine. Wie sieht es aber mit der durchaus häufiger vorkommenden Verwechslung aus, wenn man fälschlicherweise Diesel statt Super-Benzin tankt oder Benzin statt Diesel-Kraftstoff? Auf jeden Fall sollten Sie erstmal Ruhe bewahren und keinesfalls die Zündung einschalten und den Motor anlassen, um Schlimmeres zu verhindern. Anschließend rufen Sie einen mobilen Abpumpservice [z.B. 1] an, der die weiteren Schritte sach- und fachgerecht durchführt. Bei der Suche wird Ihnen jeder freundliche Tankstellenbetreiber zur Seite stehen, wenn Sie einmal falsch getankt haben. Experiment 1: Mischbarkeit von Benzin und Diesel Material: Otto-Kraftstoff, Diesel-Kraftstoff, 4 Reagenzgläser und -halter Durchführung: Beide Kraftstoffe werden jeweils in ein Reagenzglas gefüllt. Anschließend werden in zwei weiteren Reagenzgläsern die Mischungen erzeugt und geschüttelt. Bild 2: Otto-Kraftstoff erscheint farblos (li.), Diesel-Kraftstoff leicht gelblich.
Beobachtungen: Es spielt kaum eine Rolle, ob wir zuerst Diesel im Reagenzglas vorlegen und dann Benzin hinzugeben, oder umgekehrt vorgehen: In beiden Fällen setzt sich der schwerere Diesel-Kraftstoff unten ab. Allerdings ist keine deutliche Abgrenzung beider Kraftstoffe erkennbar. Durch kräftiges Schütteln vermischen sich Benzin und Diesel sofort. Bild 3: Der Kraftstoff mit der größeren Dichte sinkt nach unten, egal welcher Kraftstoff zuerst eingefüllt wird (Fotos li.); bereits leichtes Schütteln sorgt für eine vollständige Durchmischung
Ergebnis: Benzin und Diesel sind miteinander leicht mischbar. Das Ergebnis kann all diejenigen nicht überraschen, die im Chemieunterricht gelernt haben, dass sich Ähnliches mit Ähnlichem mischt. Denn dieser aus den Zeiten der Alchemie stammende Lehrsatz, auf lateinisch „Similia similibus solvuntur“, gilt auch für die Mischbarkeit von Benzin und Diesel-Kraftstoff.
Super ist ein Gemisch verschiedener Kohlenwasserstoffe. Dazu gehören Alkane und Alkene, aber auch cyclisch aufgebaute Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe. Der leichteste dieser organischen Komponenten ist Pentan C5H12, das aus kleinen Molekülen mit fünf Kohlenstoffatomen und zwölf Wasserstoffatomen aufgebaut ist. Die schwereren Kohlenwasserstoffe bestehen aus Molekülen mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen. Dementsprechend kann für das Kohlenwasserstoff-Gemisch kein fester Siedepunkt angegeben werden, sondern ein Siedebereich, der zwischen 30°C und über 215°C liegt [2]. Super-Benzin wird von Verbrennungsmotoren benötigt, die auch als Otto-Motoren bezeichnet werden. Im Zylinder des Motors wird das Benzin-Luftgemisch durch den Funken einer Zündkerze zur Explosion gebracht. Der Kolben wird durch die bei der Verbrennung entstehenden Gase – Kohlenstoffdioxid und Wasser - nach unten getrieben. Die sich dadurch drehende Kurbelwelle überträgt die Kraft auf den Antrieb der Räder. Das Auto fährt. Diesel ist ein Gemisch von deutlich höher siedenden Kohlenwasserstoffen. Der Siedebereich liegt zwischen 140°C und über 460°C [3]. Grund hierfür ist das Prinzip des Motors, eines sogenannten Selbstzünders: Der über eine Düse in den Zylinder eingespritzte Kraftstoff wird, einmal dort verteilt, durch den hohen Druck des nach oben treibenden Kolben stark verdichtet. Dabei wird das Diesel-Luft-Gemisch so heiß, dass es schließlich explodiert. Der Kolben wird nach unten getrieben. Die sich drehende Kurbelwelle überträgt die Kraft schließlich auf die Räder.
Übrigens: Bis vor 20, 30 Jahren war es üblich, im Winter dem Diesel bis zu 10% Benzin zuzufügen, damit bei starken Minustemperaturen der Diesel-Motor sicher anspringt. Heute klappt das mit den modernen Einspritzsystemen nicht mehr. Wer Ottomotor und Dieselmotor miteinander vergleichen möchte, wird hier fündig.
Eine weitere wichtige Größe ist die Zündtemperatur. Sie gibt an, wie heiß der Kraftstoff werden muss, damit er sich selbst entzündet, ohne einen Zündfunken. Beide Kraftstoffe verbrennen von alleine bei Temperaturen deutlich über 200 °C. Diese Temperatur gilt jedoch nur für den Umgebungsdruck. Im Motor wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch jedoch komprimiert. Benzin ist ein schönes Beispiel für einen Brennstoff, bei dem eine niedrige Flammtemperatur keinesfalls bedeuten muss, dass die Zündtemperatur ebenfalls niedrig zu sein hat. Für Interessierte: Wir haben eine ganze Webseitengruppe rund um die technische Chemie im und ums Auto. Näher Informationen zum Flammpunkt und zur Zündtemperatur gibt´s hier; zu Zünd- und Explosionsgrenzen gibt´s hier eine Übersicht. Ein Experiment zum Flammpunkt findest du hier.
Diese Seite ist Teil eines großen Webseitenangebots mit weiteren Texten und Experimentiervorschriften auf Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie. Letzte Überarbeitung: 9. November 2023, Fritz Franzke |