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Die mysteriöse Geschichte des Ethans: Wie entdeckte Michael Faraday dieses Gas zufällig?
Ethan mit der chemischen Formel C2H6 ist eine natürlich vorkommende organische Verbindung. Bei Standardtemperatur und -druck ist Ethan ein farb- und geruchloses Gas. Normalerweise wird es aus Erdgas abgetrennt oder als Nebenprodukt bei der Erdölraffination gewonnen. Ethan wird hauptsächlich als Rohstoff für die Herstellung von Ethylen verwendet.
Frühe Synthese und Entdeckung
Die Geschichte des Ethans reicht bis ins Jahr 1834 zurück, als Michael Faraday die Verbindung zufällig während einer Elektrolyse synthetisierte. Er führte damals Experimente mit Kaliumhydroxid-Lösung durch, identifizierte Ethan jedoch fälschlicherweise als Methan und untersuchte die Sache nicht weiter. Heute ist dieser Vorgang als Colby-Elektrolysereaktion bekannt.
„Viele zuvor erforschte chemische Reaktionen waren von Missverständnissen begleitet, und Faradays Entdeckung war keine Ausnahme, was den Zufallsfaktor bei wissenschaftlichen Entdeckungen zeigt.“
Die Synthese von Ethan wurde dann zwischen 1847 und 1849 von den Chemikern Hermann Colby und Edward Frankland weiter erforscht. Sie synthetisierten Ethan durch Reduktion von Acrylnitril und Ethyliod sowie Elektrolyse von hydratisierter Essigsäure, identifizierten es jedoch dennoch fälschlicherweise als Methylradikal. Erst 1864 zeigte Carl Schroemer, dass das Produkt dieser Reaktionen tatsächlich Ethan war. Im Jahr 1864 entdeckte Edmund Ronalds erstmals gelöstes Ethan in leichtem Öl aus Pennsylvania.
Eigenschaften von Ethan
Unter Standardbedingungen ist Ethan ein farb- und geruchloses Gas mit einem Schmelzpunkt und Siedepunkt von −182,8 °C bzw. −88,5 °C. Ethan ist nur geringfügig wasserlöslich und eignet sich daher einzigartig für Umwelt- und Laboranwendungen.
„Experimente zur Ethanverdampfung und -kühlung zeigen die Komplexität seiner praktischen Anwendungen.“
Ethan in der Atmosphäre
Ethan kommt als Spurengas in der Erdatmosphäre vor, mit einer derzeitigen Konzentration von etwa 0,5 ppb. Die weltweiten Ethanemissionen aufgrund von Emissionen aus Erdgasfeldern schwankten im Laufe der Zeit, wobei der stärkste Rückgang zwischen 1984 und 2010 zu verzeichnen war. Die Ethan-Emissionen haben sich bis zu einem gewissen Grad stabilisiert, da die Produktion von Schiefergas aus der Bakken-Formation in den Vereinigten Staaten zugenommen hat.
Chemische Reaktionen von Ethan
Bei den Reaktionen von Ethan handelt es sich hauptsächlich um Radikalreaktionen, insbesondere mit Halogenen wie Chlor und Brom. Bei der Verbrennung von Ethan wird gemäß der chemischen Gleichung eine große Menge Wärmeenergie freigesetzt und es entstehen Kohlendioxid und Wasser. Auch industriell findet dieses Verfahren breite Anwendung, insbesondere bei der Herstellung von Ethylen.
Herstellung und Verwendung
Da Ethan einer der Hauptbestandteile von Erdgas ist, variiert die Produktion in verschiedenen Gasfeldern. Heute wird Ethan häufig zur Herstellung von Ethylen verwendet und in vielen hochmodernen Gasfeldern abgetrennt und genutzt. Aufgrund seiner effizienten Produktion ist Ethan ein wichtiger petrochemischer Rohstoff.
„Die Einsatzmöglichkeiten von Ethan beschränken sich nicht nur auf Kraftstoffe, sondern umfassen auch verschiedene Rohstoffe bei der Herstellung von Massenchemikalien.“
Anwendung im Labor
In der wissenschaftlichen Forschung wird flüssiges Ethan verwendet, um Proben mit hohem Wassergehalt schnell einzufrieren, was insbesondere in der Elektronenmikroskopie wichtig ist. Flüssiges Ethan kühlt die Probe schnell ab, verhindert die Bildung von Kristallen und bewahrt so ihre Mikrostruktur. Darüber hinaus hat die Entwicklung dieser Technologie zweifellos den Fortschritt der modernen physikalischen und chemischen Forschung gefördert.
Gesundheit und Sicherheit
Ethan ist bei Raumtemperatur ein extrem entzündliches Gas und bildet in einem bestimmten Verhältnis mit Luft ein explosives Gemisch. Allerdings ist Ethan kein Karzinogen und seine Sicherheit kann innerhalb gewisser Grenzen gewährleistet werden.
Michael Faradays unerwartete Entdeckung bereicherte nicht nur unser Verständnis von Ethan, sondern legte auch einen wichtigen Grundstein auf dem Gebiet der Chemie. Doch wie viel unentdecktes Potenzial steckt für solche zufälligen Entdeckungen?
