Was ist Ethan?
Ethan ist eine organische Verbindung mit der Summenformel C2H6 und der Strukturformel CH3-CH3. Es ist der zweiteinfachste gesättigte Kohlenwasserstoff (Alkan) nach Methan, das nur ein Kohlenstoffatom hat.
Das Molekül kann sich um seine Längsachse drehen, und es gibt keine Isomere. Unter Standardbedingungen (Temperatur und Druck) ist es ein farbloses, geruchloses Gas mit einem Siedepunkt von -88,5 °C und einem Schmelzpunkt von -182,8 °C.
Es wird durch Destillation von Erdgas, Kohlegas und Erdölspaltgas abgetrennt. Es ist ein farbloses, geruchloses Gas, brennbar und explosiv. Es ist nicht zu verwechseln mit gefährlichen Stoffen im Sinne des Feuerwehrgesetzes. Bei der thermischen Zersetzung bei hohen Temperaturen entsteht Ethylen bei 800 °C und Acetylen bei 1300 °C.
Ethane allein ist nicht weit verbreitet, aber es wird als Rohstoff für Ethylen in vielen petrochemischen Produkten verwendet. Es wird auch als Brennstoff verwendet.
Geschichte des Ethans
Ethan wurde erstmals 1834 von Michael Faraday durch Elektrolyse einer wässrigen Kaliumacetatlösung synthetisiert. Natürlich wurde Ethan 1864 von Edmund Ronald in Pennsylvania in Leichtöl gelöst entdeckt.
Funktionsweise von Ethan
Es ist unlöslich in Wasser und löslich in organischen Lösungsmitteln. Es ist sowohl in Kohlenstoff-Wasserstoff- als auch in Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen stabil und nicht sehr reaktiv. Es reagiert kaum mit Oxidations- und Reduktionsmitteln, Säuren und Basen, kann aber durch Lichteinstrahlung und Erhitzen Substitutionsreaktionen hervorrufen.
Bei vollständiger Verbrennung entstehen außerdem Kohlendioxid und Wasser.
C2H6 + 7/2 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
Verfahren zur Herstellung von Ethan
Ethan ist nach Methan die zweithäufigste Substanz in Erdgas und wird, wie andere Alkane, industriell durch fraktionierte Destillation von Erdgas gewonnen. Der Gehalt an Ethan schwankt je nach Gasfeld zwischen weniger als 1 % und mehr als 6 %.
Vor den 1960er Jahren wurden Ethan und größere Moleküle im Erdgas nicht abgetrennt und im Allgemeinen einfach zusammen mit Methan als Brennstoff verwendet. Heute wird Ethan meist von anderen Bestandteilen des Erdgases abgetrennt und ist ein wichtiger petrochemischer Rohstoff.
Ethan kann effizient von Methan getrennt werden, indem es bei sehr niedrigen Temperaturen verflüssigt wird. Ethan kann von schwereren Kohlenwasserstoffen abgetrennt werden, indem das gasförmige Methan entfernt und die Flüssigkeit weiter destilliert wird.
Ethan kann auch von Petroleumgas (einem gasförmigen Kohlenwasserstoffgemisch) abgetrennt werden, das als Nebenprodukt bei der Erdölraffination anfällt.
Im Labor wird Ethan durch Elektrolyse von wässrigen Acetatlösungen hergestellt.
2 CH3COONa + 2 H2O → C2H6 + 2 CO2 + H2 + 2 NaOH
Anwendungen von Ethan
Ethan wird als Rohstoff für eine Vielzahl von Chemikalien verwendet, insbesondere für die Herstellung von Ethylen. Ethylen wird als Zwischenprodukt in der petrochemischen Industrie verwendet, vor allem als Rohstoff für Kunstfasern und organische Chemieprodukte. So wird es beispielsweise als Rohstoff für verschiedene Produkte in unserer Umgebung verwendet, wie Polyethylentaschen, Haushaltswaren aus Polyvinylchlorid, Kleidung, Isolierungen, Ummantelungen von elektrischen Leitungen, Wasserrohre und synthetischer Kautschuk. Ethylengas wird auch zur Reifung von Gemüse und Obst verwendet.
Ethan kann auch als Brennstoff für die Stromerzeugung verwendet werden, entweder allein oder in Mischung mit Erdgas.