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Cracken und Alkene – virtuelles Labor, Gleichungen und Additionsreaktionen

ChemieOrganische ChemieAlter 16–17

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Ein virtuelles Labor zum Cracken von flüssigem Paraffin: Erhitzen Sie den Katalysator aus Tonscherben oder Aluminiumoxid, halten Sie die Flamme kurz unter das Paraffin, fangen Sie das Gas über Wasser auf, verhindern Sie das Zurücksteigen des Wassers und prüfen Sie jedes Röhrchen mit Bromwasser. Danach gleichen Sie Crackgleichungen wie C₁₀H₂₂ → C₈H₁₈ + C₂H₄ aus, vergleichen katalytisches Cracken, Steamcracken und thermisches Cracken, sehen, wie Cracken das Angebot der Erdölfraktionen an die Nachfrage anpasst, und beobachten die Addition von Brom, Wasserstoff, Wasserdampf und Bromwasserstoff an Alkene.

Lektion: Cracken von Alkanen; Alkene und ihre Additionsreaktionen

Was sie zeigt

Große Alkanmoleküle aus Erdöl werden in kleinere, nützlichere Moleküle gecrackt. Dazu braucht man eine hohe Temperatur und einen Katalysator oder Wasserdampf; es entstehen ein kürzeres Alkan und ein oder mehrere Alkene. Alkene haben eine C=C-Doppelbindung und sind ungesättigt: Sie entfärben orangefarbenes Bromwasser, Alkane nicht. Cracken passt das Angebot der Erdölfraktionen an die Nachfrage nach Benzin an und liefert Alkene für Kunststoffe. Bei einer Addition lagern sich Atome an die Doppelbindung an, und es entsteht ein einziges Produkt.

So funktioniert es

Klicken Sie im Virtuellen Labor auf Brenner anzünden, warten Sie, bis der Katalysator heiß ist, und nutzen Sie dann Flamme kurz zum Paraffin. Klicken Sie auf Nächstes Röhrchen, wenn ein Röhrchen voll ist, und auf Gasableitungsrohr herausnehmen, bevor Sie Brenner ausschalten wählen. Wählen Sie ein Röhrchen und klicken Sie auf Bromwasser zugeben und schütteln. Stellen Sie unter Gleichungen das Gecrackte Alkan ein und fügen Sie mit + Alkene hinzu. Nutzen Sie den Regler Gecrackter Anteil der schweren Fraktion und wählen Sie ein Alken und was Sie Zugeben.

Einstellbare Parameter

  • Startbildschirm Virtuelles Labor: Cracken von flüssigem Paraffin, Crackgleichungen ausgleichen, Angebot und Nachfrage der Fraktionen, Additionsreaktionen der Alkene
  • Katalysator (virtuelles Labor) Tonscherben, Aluminiumoxid, Kein Katalysator
  • C-Atome des gecrackten Alkans (Gleichungen) 6–20
  • Crackverfahren (Gleichungen) Katalytisches Cracken, Steamcracken, Thermisches Cracken (hoher Druck)
  • Gecrackter Anteil der schweren Fraktion (Angebot und Nachfrage) 0–60 %
  • Alken (Additionsreaktionen) Ethen, Propen, But-1-en, But-2-en
  • Zugegebener Stoff (Additionsreaktionen) Brom, Wasserstoff, Wasserdampf, Bromwasserstoff

Fragen zum Erkunden

  1. Warum sollte man das erste aufgefangene Gasröhrchen verwerfen oder getrennt prüfen?
  2. Warum muss das Gasableitungsrohr aus dem Wasser, bevor man aufhört zu erhitzen?
  3. Warum bleibt Bromwasser mit flüssigem Paraffin orange, wird mit dem Gas aber farblos?

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