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Tutorial MenueDie Stoffklasse der aliphatischen KohlenwasserstoffeLerneinheit 4 von 14

Alkane: Vorkommen und Bedeutung

Alkane: Erdölentstehung und Vorkommen

Alkane finden sich in der Natur vor allem im Erdgas und Erdöl, woraus sie technisch in großen Mengen durch Destillation und Extraktion gewonnen werden. Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan, Ethan und kleinen Mengen von Propan. Das Propan ist der Hauptbestandteil von Flüssiggas, das - in Stahlflaschen komprimiert - als Heizgas verwendet wird. Das Erdöl setzt sich hauptsächlich aus Alkanen und Cycloalkanen zusammen, die durch die Zersetzung tierischen und pflanzlichen Materials entstanden sind. Auch Kohle dient als Rohstoffquelle. Sie besteht aus einem komplexen Gemisch aus alicyclischen, heterocyclischen, gesättigten, ungesättigten und aromatischen Kohlenwasserstoffen meist hoher Molmasse, die aus den ursprünglich pflanzlichen Überresten entstanden sind. Z.B.:

Abb.1
Strukturbeispiel für ein Makromolekül, wie es in Steinkohle vorkommen könnte

Genaue Erkenntnisse, wie das Erdöl entstanden ist, gibt es zwar noch nicht, aber es gibt gängige Theorien, deren Richtigkeit durch Indizien angezeigt wird. Dabei geht man davon aus, dass Erdöl auf tierische und pflanzliche Organismen zurückgeht. Diese Organismen sollen nach ihrem Tode durch marinen Faulschlamm bedeckt worden sein. Unter diesen anaeroben Bedingungen folgte eine Zersetzung durch Bakterien, daran schloß sich eine thermische Zersetzung an, welche unter hohem Druck, Hitze und mineralischen Katalysatoren stattfand. Bevorzugt wurden Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette umgesetzt. Ein Indiz für diese These sind spezielle Verbindungen, welche eine optische Aktivität aufweisen. Dies lässt nur die Schlussfolgerung zu, dass das Erdöl aus organischem Material entstanden sein muss. Ferner findet man auch Chemofossilien und stellt fest, dass die Zusammensetzung altersabhängig ist. Nicht zuletzt die Zusammensetzung des Erdöls lässt auf ihren organischen Ursprung schließen:

  • Kohlenstoff: 85 - 90 %
  • Wasserstoff: 10 - 14 %
  • Sauerstoff: 0 - 1,5 %
  • Schwefel: 0,1 - 3 % (ganz selten bis 7 %)
  • sowie Spuren von Stickstoff, Chlor, Iod, Natrium, Kalium 0,001–0,05%

Erdöl ist keine Reinsubstanz, sondern ein Gemisch von vielen hundert Verbindungen, von denen die Kohlenwasserstoffe den größten Teil ausmachen.

Erdöl findet man meist in Sedimentgesteinen (Kalk-, Sand- und Tongestein), wie man sie von Meeresablagerungen kennt. Dabei schließen sich einzelne Erdöltröpfchen im Muttergestein (meist Tonablagerungsschichten) zusammen, das Erdöl wandert, bedingt durch seine ausgesprochen hohe Kapillarität, so lange in höhere Lagen, bis es durch eine Gesteinsformation am Weiterfließen gehindert wird; solche Ölfallen machen 80 % des gesamten Erdölvorkommens aus. Diesen Bereich nennt man Sekundäre Lagerstätte .

Die älteste bisher entdeckte Erdöllagerstätte ist vor etwa 2 Milliarden Jahren entstanden, was mit der Existenz von primitiven Lebensformen zusammenfällt. Die wichtigsten Lagerstätten sind dahingegen aber erst vor 500 bis 100 Millionen Jahren entstanden. Weitere Funde lassen sich auch auf die Zeiten Trias, Jura und Kreide datieren.

Die drei wichtigsten Erdölförderländer und -gemeinschaften sind (alle Werte aus dem Jahre 1999):

  • ehemalige UdSSR: 638 Millionen Tonnen
  • USA: 455 Millionen Tonnen
  • Organisation der Erdöl exportierenden Länder (OPEC): 1415 Millionen Tonnen

Deutschland hingegen fördert nicht einmal die Menge seines Eigenbedarfs:

  • 4 Millionen Tonnen

Die förderstärkste nationale Ölquelle ist das Ölfeld Mittelplate am südlichen Rand des Nationalparks Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer mit einer Förderleistung von 2,8 Millionen Tonnen (1996).

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