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l\iilil(Mis(ot'ti;rii|i|.c ( Kohlonstoff) 



Die spe/,ifische \Yiirme der llolzkohle bei verscliiedeneii Temperaturei! ist: 



bei 435" 7- >s " 925 I0 59 H97 



s = o.2o<> "..^S 0,358 0,362 ,37^ ,3^i 



l!ei don andereii .Modiiikationen tier amorpheii 

 Ivohlc hat die spezifisclie Wiirme natiirlich aiideve 

 Werte nnd zwar ist sie bei den dichteren Arten 

 kleiner. 



Fiir Elektroden undGefaBe wird besonders 

 Retortenkohle verwendet. Da sie in ihrer 

 UFSpriinglichen Form zu hart ist. inn direkt 

 vcrarheitet werden zu konnen. wird sie 

 gepulvert init Teer zu einer plastisehen 

 Masse verarbeitet, geformt und langere 

 Zeit auf 1200 bis 1400 erhitzt. 



9. Kohlenstoff und Wasserstoff 



Allgemeines und Stabilitat 



9 a) 

 der 



Kohlenwasserstoffe. In den Verbin- 

 dungen mit Wasserstoff zeigt sieh am deut- 

 lichsten die schon erwahnte Eigenschaft des 

 Kohlenstoffs sieh mit gleichartigen Atomen 

 zu langen Ketten zu verbinden. Es sollen 

 hier nur einige allgemeine Eigenschaften der 

 Kohlenwasserstoffe besprochen werden, 

 spezieller die niedrigsten Glieder Methan, 

 Aethylen und Acetylen. Die Kohlenwasser- 

 stoffe, die sieh vom Methan dureh Ersatz 

 eines oder mehrerer Wasserstoffatome dureh 

 die Methylgrnppe CH 3 ableiten, haben all- 

 gemein die Zusammensetzung C n H 2 ,i + 2 

 nnd heiBen gesattigte Kohlenwasserstoffe. 

 Wenn die eiuzelnen Kohlenstoffatome in 

 einer einfachen Kette angeordnet sind, 

 uennt man sie normal, z. B. normales Butan 

 CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 , wen n die Kette verzweigt 

 ist, wird zum Namen der Zusatz Iso- gefiigt, 

 Isobutan CH 3 -CH(CH 3 )-CH 3 . Die Kohlen- 

 wasserstoffe der Aethylenreihe enthalten zwei 

 Kohlenstoffatome, die dureh eine doppelte 

 Bindung verkettet sind H 2 C = CH 2 . Sie 

 haben allgemein die Formel C,,H 2U nnd wer- 

 den als nngesattigte Kohlenwasserstoffe be- 

 zeichnet, weil dureh Addition von H 2 an 

 der doppelten Bindung die gesattigten ent- 

 stehen konnen. Die Kohlenwasserstoffe der 

 Acetylenreihe haben allgemein die Zu- 

 sammensetzung CnH.,,,--., und enthalten eine 

 dreifache Bindung zwisclien zwei C-Atomen: 

 CH CH. Sie gehen dureh Aufnahme von 

 zwei Wasserstoffmolekiilen in die gesattigten 

 Kohlenwasserstoffe iiber. AuBer zu ol'fenen 

 Ketten konnen sieh aueh die Kohlenstoff- 

 atome zu ringfonnigen Gebilden verketten. 

 unter denen das Benzol der bekannteste 

 Stoff ist. Die Winkel, in denen die Valenzen 

 des Kohlenstoffs naeh dem Tetraedermodell 

 zueinander stehen. begiinstigen besonders 

 die Biklung von f)- und 6 gliedrigen Ringen. 

 l.'eber die Stabilitat der versehiedenen 

 Kohlenwasserstoffe kann man sieh ein Bild 

 verselial'l'en. \\etin man annimint. dal.i alle 



Darans crgibt sieh bei 300 ^00 500 



I'nixent (Ml , -n ..QO S(,,K, (>2.5^ 



I'm/ml II _ 3 ; 10 i3,s ( 37,47 



dureh direkte Vereinigung von Kohlenstot'l' 

 und Wasserstoff gebildet werden konnen. 

 Die Vereinigung hort bei Erreiehung eines 

 Gleichgevvichtszustandes auf, der einen be- 

 stimmten Partialdruck des Wasserstoffs ent- 

 sprieht. Dureh Anwendung des Nernst- 

 schen Wiirmetheorems ergibt sieh nun, dal.i 

 der Gleichgewiehtsdruek des Wasserstol'fs 

 bei der Entstehung des Methans am gering- 

 sten ist, daB also bei Gegenwart von Kohle 

 alle anderen Kohlenwasserstoffe in Methan 

 und Kohlenstoff iibergehen. Es steht dies 

 mit der Bildnng immer kohlenstoffreicherer 

 Kohlen aus den Kohlenstoff und Wasser- 

 stoff enthaltenden pflanzlichen und tierischen 

 Stoffen in geologischen Zeitranmen im Ein- 

 klang und erklart gleiehfalls das Auftreten 

 des naturlichen Grnben- und Sumpfgases 

 Methan. 



gb) Das Methan CH 4 ist der einfachste 

 Kohlenwasserstoff. Es kommt in der Natur 

 als Sumpfgas im Sehlanim der Teiche und 

 Sihnpfe vor. als schlagende Wetter oder 

 Grnbengas in den Steinkohlenbergwerken 

 und an mehreren Orten stromt es aus Erd- 

 spalten. Die Ursache des naturlichen Vor- 

 kommens ist vor alien Dingen ein Faulnis- 

 prozeB organischer Stoffe, besonders der 

 Zellulose, welcher in hervorragendem MaBe 

 dureh die Schlannnfermente ansgelost wird. 

 j Der ehemisehe Vorgang bei der Zersetzung 

 j der Zellulose ist wahrseheinlich 



C 6 H 10 5 + H 2 == 3 CH, + 3 CO., 



Die Gegenwart des Grubengases in den 



Kohlenbergwerken bildet eine stete Gefahr 



fur den Betrieb. Eine Probe enthielt 95,48% 



Methan. Das aus den Spalten ausstromende 



j Gas mischt sieh mit der Luft und kann ja 



i nach dem Mischungsverhaltnis explosive 



oder nichtexplosive Gasgemische geben. Bei 



Gegenwart von ca. 6% und mehr Grubengas 



ist das Arbeiten in den Grnben gefahrlich 



Es miissen dann sehr gute Sicherheits- 



lampen verwendet werden. Die Synthese 



1 des Methans aus Kohlenstoff und Wasser- 



stoff fiihrt besonders bei relativ niederen 



Temjteraturen zu besserer Ausbeute als bei 



hohen, da das Gleiehgewicht sieh mit 



| wachsender Tem})eratur zugunsten der 



j Zersetzungsprodukte versehiebt. Die all- 



gemeine Gleichung fiir die Abhiingigkeit der 



Gleichgewichtskonstante von der Temperatur 



lautet: 



-tO'iO 

 log K - - 3,027 log T - - 0.0006424 T 



+ 4,617. 



6000 

 31,68 

 08,32 



300 

 1 1,07 

 88,9 i 



800 



4.41 



95,59 



i in 



Gleiehgewicht 



