„Oktanzahl“ – Versionsunterschied
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[[Datei:OctaneStds.png|320px|mini|[[2,2,4-Trimethylpentan]] oder Isooktan mit Oktanzahl 100 (oben) und [[n-Heptan]] mit Oktanzahl 0 (unten)]]
Die '''Oktanzahl''' definiert ein Maß für die negative Zündungswilligkeit und steht damit für die [[Klopffestigkeit]] eines [[Ottokraftstoff]]es bzw. [[Motorenbenzin]]s. Der Zahlenwert der ''Oktanzahl bis 100'' gibt an, wie viel %-Volumenanteil zündhemmendes [[2,2,4-Trimethylpentan|Isooktan]] C<sub>8</sub>H<sub>18</sub> (ROZ = 100) sich in einer Mischung mit zündwilligem [[n-Heptan|''n''-Heptan]] C<sub>7</sub>H<sub>16</sub> (ROZ = 0) befinden muss, damit diese die gleiche Klopffestigkeit (in einem Prüfmotor nach ROZ oder MOZ) aufweist wie der zu prüfende Kraftstoff. Zum Beispiel würde eine Oktanzahl von ROZ = 95 (umgangssprachlich: 95 Oktan) eines [[Motorenbenzin|Benzins]] bedeuten, dass dessen Klopffestigkeit einem Gemisch aus 95 Vol.-% Isooktan und 5 Vol.-% ''n''-Heptan entspricht.
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Siehe ausführlicher im Abschnitt [[#Oktanzahlen von Ottokraftstoffen|Oktanzahl von Ottokraftstoffen]].
== Oktanzahl, Wirkungsgrad und
Die Erhöhung der Oktanzahl ging einher mit der Weiterentwicklung der Verbrennungsmotoren. Früher wurde das Rohbenzin/[[Naphtha]], so wie es bei der Primärdestillation anfällt, als Kraftstoff eingesetzt. Die nach dem [[Zweiter Weltkrieg|Zweiten Weltkrieg]] entwickelten Motoren
Die vermeintliche Lösung des Problems wurde 1922 von ''Thomas Midgley junior'' gefunden, der unter [[Charles Kettering]] bei [[General Motors]] tätig war – der Zusatz von [[Tetraethylblei]] zum Kraftstoff. Es wurde seitdem in den USA, und von 1936 bis 1996 in Deutschland Ottokraftstoffen Tetraethylblei zugesetzt.<ref>{{Internetquelle |url=https://news.un.org/en/story/2021/08/1098792 |titel=End of leaded fuel use a ‘milestone for multilateralism’ |werk=UN |datum=2021-07 |sprache=en |abruf=2024-04-26}}</ref><ref>{{Internetquelle |autor=Holger Wittich |url=https://www.auto-motor-und-sport.de/verkehr/weltweites-aus-fuer-verbleites-benzin/ |titel=WELTWEITES AUS FÜR VERBLEITES BENZIN Letzter Liter in Algerien vertankt |werk=auto motor und sport |datum=2021-08-31 |sprache=de |abruf=2024-04-26}}</ref> Das Blei verhindert unter anderem als Radikalfänger eine unkontrollierte Selbstentzündung des Kraftstoff-Luftgemisches bei der Verdichtung. Außerdem hat es eine Schmierwirkung für die Ventilsitze.
Um die Oktanzahl zu erhöhen, wurde ab 1924 in den USA, und von 1936 bis 1996 in Deutschland Ottokraftstoffen [[Tetraethylblei]] zugesetzt. Das Blei verhindert unter anderem als Radikalfänger eine unkontrollierte Selbstentzündung des Kraftstoff-Luftgemisches bei der Verdichtung. Außerdem hat es eine Schmierwirkung für die Ventilsitze. Weil Blei und seine Verbindungen giftig sind, wurde in der Bundesrepublik Deutschland ab 1971 der Bleigehalt des Benzins [[Benzinbleigesetz|gesetzlich]] begrenzt, zunächst auf 0,4 g/l, später auf 0,15 g/l. In den 1980er Jahren wurde zusammen mit den Abgas-Katalysatoren bleifreies Benzin eingeführt, weil die Bleizusätze die Katalysatoren unwirksam gemacht hätten. Schließlich wurde am 1. Januar 2000 verbleites Benzin in der [[Europäische Union|Europäischen Union]] generell verboten. Es gab kaum noch Fahrzeuge, deren Ventilsitze für [[Blei]] im Kraftstoff ausgelegt waren.▼
1922 war die giftige Wirkung von Bleiverbindungen schon bekannt, und es entzündete sich ein heftiger Streit darüber Mitte der 1920er Jahre in den USA. Letztendlich konnten sich die Industrie-Interessen jedoch durchsetzen, wobei fragwürdige, manipulative Methoden angewendet wurden.
{{Hauptartikel|Tetraethylblei}}
▲
{{Hauptartikel|Entwicklung der Ottokraftstoffe}}
Die unterschiedliche Oktanzahl der an den Tankstellen erhältlichen Kraftstoffe kommt durch die unterschiedliche Verwendung der in einer [[Erdölraffinerie]] produzierten Komponenten zustande. So enthält Superbenzin mehr hochwertige Komponenten als Normalbenzin. Die Herstellung hochwertiger Komponenten erfordert im Allgemeinen höhere Kosten, hochoktanige Benzinsorten sind deshalb teurer.
Oft wird [[Methyl-tert-butylether|Methyl-''tertiär''-butylether]] (MTBE) zur Erhöhung der Klopffestigkeit zugegeben, erlaubt sind bis zu 15 %vol. Wegen schlechter Abbaubarkeit in Wasser ist MTBE als wassergefährdend ([[Wassergefährdungsklasse|WGK]] 1 = schwach wassergefährdend) eingestuft. In etlichen Staaten der USA ist MTBE bereits wieder aus dem Benzin „verbannt“ worden.<ref>{{Webarchiv |url=http://tonto.eia.doe.gov/ftproot/service/mtbe.pdf |text=MTBE ban |wayback=20090726013241}} (PDF; 226 kB).</ref>
Heutzutage wird immer öfter [[ETBE|Ethyl-tertiär-butylether]] (ETBE) eingesetzt. ETBE bietet gegenüber MTBE aufgrund seines höheren Siedepunkts einige Vorteile und ist, da es unter anderem aus Bio-Ethanol gewonnen wird, als Kraftstoffkomponente steuerlich interessant. Wie MTBE hat auch ETBE den Nachteil, dass es sich im Grundwasser nur schlecht abbauen lässt.<ref>{{Literatur |Autor=Theodore L. Brown, Theodore L. Brown |Titel=Chemistry : the central science. |Auflage=9th ed. |Verlag=Prentice Hall |Ort=Upper Saddle River, NJ |Datum=2002 |ISBN=0-13-066997-0}}</ref>
== Geschichte ==
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In Europa wird an den [[Tankstelle]]n meist als „Zapfsäulen-Oktanzahl“ die ROZ („Researched Oktanzahl“) angegeben, in den USA dagegen meist die AON ''(Average Octane Number)''. Die AON ist der Durchschnitt aus [[#ROZ|ROZ]] und [[Motor-Oktanzahl|MOZ]]: <math>\tfrac{ROZ+MOZ}{2}</math>. Da die ROZ-Werte höher als die von MOZ oder AON und dazu noch einfacher zu berechnen sind, hat sich an den europäischen Tankstellen die ROZ durchgesetzt.
=== {{Anker|ROZ}} Researched ''(Erforschte)''
Die ROZ wird mit dem [[Einzylinder-CFR-Prüfverfahren]] ermittelt (auch RON Research Octane Number).
Sowohl die MOZ als auch die ROZ werden im [[Einzylinder-CFR-Prüfverfahren|CFR-Motor]] (veränderliches Verdichtungsverhältnis) durch Vergleich mit einem Bezugskraftstoff aus [[Isooktan]] (OZ = 100) und [[N-Heptan|Normalheptan]] (OZ = 0) ermittelt. Der Volumenanteil an Isooktan des Bezugskraftstoffes, der die gleiche Klopfintensität hat wie der zu prüfende Kraftstoff, ist dessen Oktanzahl. Die MOZ ist meist niedriger als die ROZ, da sie bei höherer [[Drehzahl]] und [[Gemischvorwärmung]] auf ca. 149 °C (300 °F) ermittelt wird.
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! class="unsortable"| Anmerkung
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| [[
| data-sort-value="Heptan n" |Heptan, auch ''n''-Heptan
| align="right" |0
| align="right" |0
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| align="center" | definitionsgemäß
|-
| [[
| data-sort-value="Butan n" | Butan, auch ''n''-Butan
| align="right" |93,4
| align="right" |90,1
| align="center" | <ref name="roempp">{{RömppOnline|Name=Oktanzahl|Abruf=2012-12-26|ID=RD-15-00458}}</ref> andernorts <br />ROZ 105 bis 111<ref name="Leitfaden Flüssiggas">[https://flaga.ch/wp-content/uploads/Leitfaden-Fluessiggas-L1-AK-LPG-Juni-2021.06.pdf ROZ- und MOZ-Werte]</ref>
|-
| [[Isobutan]]
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|
|-
| [[
| data-sort-value="Pentan n" |Pentan, auch ''n''-Pentan
| align="right" |61,8
| align="right" |63,2
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|
|-
| [[
| data-sort-value="Hexan n" |Hexan, auch ''n''-Hexan
| align="right" |24,8
| align="right" |26,0
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|[[Autogas]]
|
| align="right" |
| align="right" |
| align="right" |
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|- style="vertical-align:top"
|[[Erdgas]]
| mindestens
| align="right" | 130
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| CNG<ref name="Aral"> https://www.aral.de/de/global/forschung/kraftstoffe/erdgas-als-kraftstoff.html</ref>
|- style="vertical-align:top"
| Ethanol [[Ethanol-Kraftstoff|E85]] (Kraftstoff mit 85 % [[Ethanol]])
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|- style="vertical-align:top"
|[[Formel 1|Formel-1
| maximal
| align="right" | 102
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