Alkan, Paraffin

Stoffsystem

Alkane (Paraffine, Grenzkohlenwasserstoffe) sind gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, die in verzweigten oder unverzweigten Ketten vorliegen. Alkane bilden eine homologe Reihe (C_nH_2n+2, n = 1, 2, 3, ...) und sind durch die Endsilbe "-an" gekennzeichnet. Beispiele von Alkanen sind u. a.: Methan, Ethan, Propan und Butan. In der Reihe der n-Alkane steigen die Schmelzpunkte, Siedepunkte und Dichten mit zunehmendem Molekulargewicht mit einer gewissen Systematik an. Bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck sind Alkane mit bis zu 4 C-Atomen (Methan bis Butan) Gase, mit 5 bis 16 C-Atomen (Pentan bis Hexadecan) Flüssigkeiten und mit einer höheren Anzahl von C-Atomen wachsartige Feststoffe.

Alkane sind unpolare Substanzen; entsprechend lösen sie sich nicht in polaren Lösungsmitteln. Sie sind sehr reaktionsträge. Ohne Katalysator reagieren sie erst bei hohen Temperaturen (oberhalb 300°C) und meist nur unter Bestrahlung mit UV-Licht.

Die geradkettigen Alkane werden auch als n-Alkane, die verzweigtkettigen als Isoalkane oder Isoparaffine bezeichnet. Die Cycloalkane haben Ringstruktur. Alkane sind im allgemeinen nicht sehr reaktionsfreudig, wenn auch unter verschärften Bedingungen Protonierungen, Oxygenierungen, Pyrolyse oder Photolyse möglich sind. Die Löslichkeit der Alkane in Wasser ist gering. 

Cycloalkane (Cycloparaffine) sind gesättigte ringförmige Kohlenwasserstoffe der allgemeinen Formel C_nH_2n ( n = 3,4,5.....), deren Namen aus dem des entsprechenden Alkanes und der Vorsilbe Cyclo- gebildet werden. Die im Erdöl vorkommenden Cycloalkane Cyclopentan und Cyclohexan werden auch Naphtene genannt. 

Herstellung und Anwendung

Parafine sind Bestandteil von Kraftstoffen. Durch die Kristallisation von Paraffin kann es bei niedrigen Temperaturen in Heizöltanks zum Verstopfen von Leitungen kommen. Paraffine werden u.A. auch als Schutzschichten gegen Korrosion aufgetragen.

Umwelteinfluss und Gesundheit

Abwasserreinigung/Trinkwasseraufbereitung

Flüssige Paraffine zählen zu den halogenfreien organischen Lösungsmittelabfällen. Sie gelten i.d.R. als biologisch abbaubar und gelten i.d.R. nicht als wassergefährdend zumal die Wasserlöslichkeit nicht hoch ist. Allerdings erfolgt die Ablösung einer Paraffinschutzschicht zumeist mit Heißwasser und Lösemittel unter Hochdruck, was zur Emulsionsbildung führt. Zur Reinigung einer derartigen ggf. sogar stabilen Emulsion werden Emulsionsspaltanlagen benötigt.

Besondere Erwähnung finden Alkane in der "Gesetzlichen Begrenzung von Abwasseremissionen aus der Herstellung von Kohlenwasserstoffen und organischen Grundchemikalien" (BGBl. II Nr. 7 / 1999).