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Organische Chemikalien

Chemikalien sind alle durch chemische Verfahren im Labor oder industriell hergestellten chemischen Verbindungen; das können Reinstoffe oder auch Stoffgemische sein. Bei Chemikalien wird unterschieden in organische und anorganische Chemikalien. Die organische Chemie (Organik) umfasst praktisch alle kohlenstoffhaltigen Verbindungen, während die anorganische Chemie (Anorganik) sich auf die anderen Elemente des Periodensystems und deren Verbindungen bezieht. Die Petrochemie ist ein wichtiger Teilbereich der organischen Chemie.  

Der Begriff „organische Chemie“ wurde um 1806 durch den schwedischen Chemiker Jöns Jakob Berzelius geprägt und war noch zu Beginn des 19. Jahrhunderts auf solche Verbindungen beschränkt, die durch lebende Organismen aufgebaut werden können. Die Annahme – organische Verbindungen können nicht künstlich hergestellt werden – wurde jedoch letztlich durch Friedrich Wöhler 1828 widerlegt. Wöhler gelang die Harnstoffsynthese (Harnstoffherstellung aus anorganischen Stoffen).

Die Erkenntnis, dass der Kohlenstoffgehalt das wesentliche Charakteristikum einer organischen Verbindung ist, setzte sich erst Mitte des 19. Jahrhunderts durch und die Grenzen der beiden Fachgebiete − organische und anorganische Chemie − verschwimmen zusehends. Dennoch ist eine Unterscheidung immer noch sinnvoll, da die Reaktionsmechanismen und Stoffstrukturen in der Anorganik und Organik oft unterschiedlich sind.

Die organische Chemie umfasst etwa 19 Millionen bekannte Verbindungen des Kohlenstoffs und übertrifft die Zahl der bekannten anorganischen Verbindungen (ca. 500.000) um ein Vielfaches. Zurückzuführen ist das auf die besondere Fähigkeit des Kohlenstoffs, verzweigte Ketten und Ringstrukturen mit anderen Kohlenstoffatomen zu bilden. Die Benennung der organischen Verbindungen erfolgt durch die von der IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) international festgelegte Nomenklatur im sogenannten Blue Book (anorganische Verbindungen sind im Red Book zu finden).

Organische Chemikalien sind sehr vielseitig. Sie reichen vom gasförmigen Methan (Erdgas, siehe auch Gase), der einfachsten Kohlenwasserstoffverbindung, bis hin zu den makromolekularen Kunststoffen. Eine Unterklassifizierung erfolgt nach Stoffgruppen. Dabei kann eine Einteilung z.B. nach funktioneller Gruppe oder nach Kohlenstoffgerüst erfolgen. Funktionelle Gruppen wären beispielsweise:

  • Kohlenwasserstoffe
  • Sauerstoff- und Hydroxyverbindungen (Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren, Ketone)
  • Stickstoffverbindungen (Amine, Amide, Nitroverbindungen, Nitrile)
  • Schwefelverbindungen (Alkanthiole, Sulfate)
  • Phosphorverbindungen (Phosphate, Phosphine)
  • Metallorganische Verbindungen (Ferrocen)

Bei einer Einteilung nach Kohlenstoffgerüst kann unterschieden werden zwischen aliphatischen Kohlenwasserstoffen (z.B. Alkane, Alkene), aromatischen Kohlenwasserstoffen (Aromaten), Heterocyclen und biochemischen Verbindungen (Aminosäuren, Proteinen etc.).

Je nach den Eigenschaften von Stoffen bzw. Chemikalien müssen diese entsprechend eingestuft, gekennzeichnet und verpackt werden. Ebenso ist deren chemische Kompatibilität – also die Reaktion unterschiedlicher Chemikalien miteinander – bei deren Lagerung zu beachten; vergleiche detaillierte Ausführungen unter dem Begriff "Chemikalien". 

Die organische Chemie hat das Leben der Menschen in den letzten 150 Jahren radikal verändert. In fast allen Gütern des täglichen Gebrauchs sind organische Chemikalien enthalten. Derzeit wird der Großteil der organischen Chemikalien auf Erdölbasis hergestellt, wobei Rohöl neben Erdgas auch der Rohstoff zur Herstellung von Petrochemikalien ist. Im Alltag nutzen wir ganz selbstverständlich zahllose Produkte, die aus Mineralöl hergestellt werden; dazu gehören Seifen, Kunststoffe, Lacke, Fahrzeuge, Brillengestelle, Wegwerfwindeln etc. Rund 5% des jährlichen Öl- und Gasverbrauchs entfallen auf die Produktion von petrochemischen Erzeugnissen. In den USA, dem größten Markt für Petrochemikalien weltweit, liegt der Pro-Kopf-Verbrauch bei 58kg pro Jahr. Aufgrund der weltweit großen Nachfrage nach Chemikalien-Produkten spielen damit auch die Lagerung und der Umschlag organischer Chemikalien wie Petrochemikalien in Tanklägern eine große Rolle in der Wertschöpfungs- und Verarbeitungskette.

Stand: Dezember 2015
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