Grundlagen der Chemie und Industriellen Produktion

Erdöl und seine Verarbeitung

Öl ist eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenstoff (Kohlenwasserstoffe), die durch die Zersetzung von Resten mariner Tiere und Pflanzen entstanden ist. Diese wurden am Meeresgrund begraben und über Millionen von Jahren hohen Temperaturen sowie der Einwirkung von Bakterien ausgesetzt. Es ist eine dunkle, braune, ölige Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch.

Fraktionen der Destillation

• Raffineriegas: In der Zusammensetzung vergleichbar mit Erdgas.
• Benzin: Wird als Lösungsmittel und als Kraftstoff für Ottomotoren verwendet.
• Kerosin: Verwendung als Kraftstoff für die Luftfahrt.
• Diesel/Gasöl: Wird als Kraftstoff für Dieselmotoren verwendet.
• Schmieröle: Sehr viskose Substanzen, die verwendet werden, um Reibungsprobleme in Maschinen zu vermeiden.
• Paraffin und Vaseline: Werden zur Schmierung sowie bei der Herstellung von Kerzen, Cremes und Salben verwendet.
• Teer: Der feste Rückstand nach der Destillation.

Metallurgie

Die Metallurgie ist die wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Gewinnung von Metallen aus ihren Erzen sowie deren anschließender Behandlung befasst. Mineralien, die Metall enthalten und deren Extraktion ein kostengünstiger Vorgang ist, werden als Erze bezeichnet. Erze werden oft von anderen Materialien begleitet, die das Gestein bilden.

Metallurgische Operationen

• Konzentration des Erzes: Der Prozess, durch den das nutzbare Erz vom tauben Gestein getrennt wird.
• Reduktion: Ein chemischer Prozess, der es ermöglicht, das Metall aus dem Erz zu gewinnen.
• Raffination (Veredelung): Das in den oben genannten Verfahren hergestellte Rohmetall enthält verschiedene Verunreinigungen, die beseitigt werden müssen.
• Legierung: Die Verfestigung einer flüssigen Lösung aus zwei oder mehreren Metallen.
• Hochofen: Hier wird Roheisen geschmolzen, Verunreinigungen werden entfernt und Stahl wird hergestellt.

Schwefelsäure

Schwefelsäure ist eine starke Säure, die verwendet wird, um andere Säuren zu gewinnen. Sie verhält sich in verdünnter Form als Säure und in konzentrierter, heißer Form als Oxidationsmittel. Sie hat eine große Affinität zu Wasser und mischt sich in allen Verhältnissen in einem stark exothermen Prozess. Dabei kann die Mischung kochen und herausspritzen. Ihre entwässernde Kraft ist so intensiv, dass sie Wasserstoff und Sauerstoff aus organischen Substanzen entziehen kann.

Düngemittel

Düngemittel sind Stoffe zur Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit.

• Stickstoffdünger: Die wichtigsten sind Ammoniumnitrat, Natrium- und Kaliumnitrat sowie Harnstoff.
• Phosphordünger: Dazu gehören Calcium- und Ammoniumphosphate.
• Kaliumdünger: Dazu gehören Kaliumchlorid, Kaliumsulfat und Kaliumnitrat.

Kunststoffe

Kunststoffe sind künstliche Polymere unterschiedlicher Zusammensetzung. Sie tragen diesen Namen, weil sie die Eigenschaft der Plastizität besitzen. Sie können zu Fäden gestreckt, laminiert oder leicht geformt werden.

Vorteile: Sie sind sehr leicht und widerstandsfähig, inert gegenüber vielen Reagenzien, leiten keinen elektrischen Strom (Isolatoren) und sind billig sowie vielseitig. Ein Nachteil ist das hohe Verschmutzungspotenzial. Man unterscheidet Thermoplaste, die beim Erhitzen weich und formbar werden, und Duroplaste, die formstabil bleiben.

Arzneimittel

Arzneimittel sind Produkte, die verwendet werden, um bestimmte Funktionen in Lebewesen zu korrigieren oder zu verändern.

• Antibiotika: Substanzen, die das Wachstum von Bakterien und anderen Krankheitserregern verhindern (z. B. Penicillin). Sie können bakteriostatisch (hemmend) oder bakterizid (abtötend) wirken.
• Analgetika: Medikamente, die eine Verminderung oder ein Verschwinden des Schmerzes bewirken (z. B. Aspirin).
• Vitamine: Stoffe, die eine wichtige Rolle in vielen Reaktionen spielen und das Gleichgewicht lebenswichtiger Funktionen wahren. Man unterscheidet fettlösliche und wasserlösliche Vitamine.

Industrieabfälle

Industrieabfälle sind Materialien, die aufgrund ihrer Menge oder Toxizität nicht auf herkömmlichen Deponien entsorgt werden dürfen. Es bedarf geeigneter geologischer Formationen oder physikalisch-chemischer Behandlungen, um die Toxizität zu neutralisieren, oder der Zerstörung durch Verbrennung in speziellen Öfen.

• Hohe Aktivität: Abfälle, die sehr hohe Strahlendosen abgeben.
• Mittlere oder geringe Aktivität: Abfälle mit mittlerer oder niedriger Strahlendosis.