Aufgabe Vorschlag A - Chemisches Gleichgewicht · Abitur Hessen Chemie LK · Schulen für Erwachsene 2022

MTBE

Benzin, das aus der Rohöldestillation stammt, führt zum Klopfen des Motors. Da das Klopfen den Motor schädigt, muss die Klopffestigkeit des Benzins erhöht werden. Die wirksamsten Antiklopfmittel sind organische Bleiverbindungen, die aber wegen ihrer Giftigkeit schon seit vielen Jahren verboten sind.

Auch Cycloalkane und Aromaten besitzen eine hohe Klopffestigkeit, diese Stoffe entstehen beim sogenannten Reformieren des Benzins. Durch das Reformieren enthält Benzin auch immer einen Anteil an Benzol. Wegen der Giftigkeit von Benzol ist dessen Gehalt im Benzin heute aber auf 1% begrenzt.

Deshalb werden dem Benzin Antiklopfmittel wie Methyl-tert-butylether (MTBE) zugemischt. Diese Verbindung ist weniger toxisch, diskutiert wird aber ihre Umweltverträglichkeit, insbesondere in Bezug auf das Grundwasser. Mit 26 g/L besitzt MTBE nämlich eine relativ gute Wasserlöslichkeit.

Material 1

Halbstrukturformel von MTBE

Material 2

Unvollständiges Schema zur Synthese von Methanol

Material 3

Strukturformel des Methanolat-Ions

Material 4

Strukturformel des Zwitterions

Aufgabe 1.1

Für die großtechnische Synthese von MTBE (Methyl-tert-butylether oder 2-Methoxy-2-methylpropan), siehe Material 1, wird Methanol als ein Ausgangsstoff benötigt. Methanol lässt sich aus Synthesegas, einem Gemisch aus Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff, herstellen. Bei der Reaktion handelt es sich um eine Gleichgewichtsreaktion.

Formulieren Sie die Reaktionsgleichung und das Massenwirkungsgesetz zur Synthese von Methanol.