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<!DOCTYPE html>

<title>Clathrate</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Clathrate</span></h1>

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<p><b>Clathrate</b> (von <span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Latein" title="Latein">lateinisch</a></span> <span lang="la-Latn" style="font-style:italic">clatratus</span> <span lang="de" style="font-style:normal;font-weight:normal">‚vergittert‘</span>; Schreibweise im Deutschen teilweise auch <b>Klathrate</b>) sind <a href="Einschlussverbindungen" title="Einschlussverbindungen">Einschlussverbindungen</a> zweier Stoffe, von denen ein Gastmolekül in ein Gitter oder einen Käfig aus einem Wirtsmolekül eingelagert ist.<sup id="cite_ref-Gold_Book_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-Gold_Book-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Sie heißen daher auch <i>Käfigeinschlussverbindungen</i>.<sup id="cite_ref-ROEMPP_2-0" class="reference"><a href="#cite_note-ROEMPP-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Clathrathydrate sind kristalline Feststoffe auf Wasserbasis, die wie Eis aussehen und andere Materialien, sowohl Gase als auch <a href="Fl%C3%BCssigkeit" title="Flüssigkeit">Flüssigkeiten</a>, im Kristallgitter binden beziehungsweise transportieren können. Diese Moleküle sind in den Käfigen aus wasserstoffgebundenen, gefrorenen Wassermolekülen gefangen und halten die Komplexe so stabil.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Einschlussverbindungen in diesen Käfigen bezeichnet man auch als Gashydrate. Bei Clathrathydraten beträgt das <a href="Stoffmengenverh%C3%A4ltnis" title="Stoffmengenverhältnis">Stoffmengenverhältnis</a> Gas/Wasser meist 8:48, bei großen einzulagernden Gasteilchen auch 6:48. <a href="Methanhydrat" title="Methanhydrat">Methanhydrat</a> entsteht in kalten Meeren in großer Tiefe aus natürlichen Methanquellen. Es ist bei tiefen Temperaturen und hohen Drücken stabil<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>. Der industrielle Abbau von Methanhydrat zur Energiegewinnung wird seit langem erwogen, aufgrund der damit verbundenen Risiken einer plötzlichen Freisetzung riesiger Mengen des Treibhausgases <a href="Methan" title="Methan">Methan</a> durch eine Destabilisierung der Methanhydratvorkommen am Meeresgrund aber kaum umgesetzt.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>In großen <a href="Gletscher" title="Gletscher">Gletschern</a> (z. B. in der <a href="Antarktis" title="Antarktis">Antarktis</a>) wird Luft (aus dem den Gletscher bildenden Schnee) in einer Tiefe von einigen 100 Metern unter dem dort herrschenden Druck allmählich als Clathrat in das Eis eingebaut.

</p><p>Außer Wasser können auch einige organische Verbindungen Clathrate bilden, zum Beispiel bildet <a href="Hydrochinon" title="Hydrochinon">Hydrochinon</a> mit <a href="Argon" title="Argon">Argon</a> eine Einschlussverbindung im Verhältnis 3:1. In organische Verbindungen lassen sich auch reaktivere Gase wie <a href="Halogenwasserstoffe" title="Halogenwasserstoffe">Halogenwasserstoffe</a> oder <a href="Schwefelwasserstoff" title="Schwefelwasserstoff">Schwefelwasserstoff</a> einlagern.

</p><p>Zu unterscheiden sind Clathrate von <a href="Einlagerungsmischkristall" title="Einlagerungsmischkristall">Einlagerungsmischkristallen</a>, von Verbindungen von <a href="Metalle" title="Metalle">Metallen</a> mit <a href="Nichtmetalle" title="Nichtmetalle">Nichtmetallen</a> sowie von <a href="Komplexverbindung" class="mw-redirect" title="Komplexverbindung">Komplexverbindungen</a>, welche echte chemische Verbindungen sind.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Technische_Anwendung">Technische Anwendung</h2></div>

<p>Clathrate werden technisch in der <a href="Harnstoff-Extraktiv-Kristallisation" title="Harnstoff-Extraktiv-Kristallisation">Harnstoff-Extraktiv-Kristallisation</a> genutzt. Diese dient zur selektiven Abtrennung von <i>n</i>-Paraffinen aus <i>iso</i>-Paraffin-, Aromaten-, Naphthen- und <i>n</i>-Paraffingemischen (<a href="Kerosin" title="Kerosin">Kerosin</a>). Der Harnstoff bildet während der Kristallisation Kanäle mit einem Durchmesser von 0,53 Nanometer. Nur <i>n</i>-Paraffine können in diese kleinen Kanäle eindringen und dort gebunden werden. Bei 75 °C löst sich der Harnstoffkristall in Wasser wieder auf, und die <i>n</i>-Paraffine werden freigegeben.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-Gold_Book-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Gold_Book_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Eintrag zu <i>clathrates.</i> In: <a href="International_Union_of_Pure_and_Applied_Chemistry" title="International Union of Pure and Applied Chemistry">IUPAC</a> (Hrsg.): <i><a href="Compendium_of_Chemical_Terminology" title="Compendium of Chemical Terminology">Compendium of Chemical Terminology</a>.</i> The “Gold Book”. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1351/goldbook.C01097">10.1351/goldbook.C01097</a></span> – Version: 2.1.5.</span>

</li>

<li id="cite_note-ROEMPP-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-ROEMPP_2-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Eintrag zu <a rel="nofollow" class="external text" href="https://roempp.thieme.de/lexicon/RD-03-01985"><i>Clathrate</i></a>. In: <i><a href="R%C3%B6mpp_Online" class="mw-redirect" title="Römpp Online">Römpp Online</a>.</i> Georg Thieme Verlag, abgerufen am 9. Juni 2013.<span class="editoronly" style="display:none;"></span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Qasim Khan, Munjed A. Maraqa, Abdel-Mohsen O. Mohamed: <cite style="font-style:italic">Inland desalination</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Pollution Assessment for Sustainable Practices in Applied Sciences and Engineering</cite>. Elsevier, 2021, ISBN 978-0-12-809582-9, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>871–918</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1016/b978-0-12-809582-9.00017-7">10.1016/b978-0-12-809582-9.00017-7</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Clathrate&rft.atitle=Inland+desalination&rft.au=Qasim+Khan%2C+Munjed+A.+Maraqa%2C+Abdel-Mohsen+O.+Mohamed&rft.btitle=Pollution+Assessment+for+Sustainable+Practices+in+Applied+Sciences+and+Engineering&rft.date=2021&rft.doi=10.1016%2Fb978-0-12-809582-9.00017-7&rft.genre=book&rft.isbn=9780128095829&rft.pages=871-918&rft.pub=Elsevier" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">E. Dendy Sloan Jr., Carolyn A. Koh, Carolyn A. Koh: <cite style="font-style:italic">Clathrate Hydrates of Natural Gases</cite>. 0. Auflage. CRC Press, 2007, ISBN 978-0-429-12914-8, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1201/9781420008494">10.1201/9781420008494</a></span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.taylorfrancis.com/books/9781420008494">taylorfrancis.com</a> [abgerufen am 16. März 2023]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Clathrate&rft.au=E.+Dendy+Sloan+Jr.%2C+Carolyn+A.+Koh%2C+Carolyn+A.+Koh&rft.btitle=Clathrate+Hydrates+of+Natural+Gases&rft.date=2007&rft.doi=10.1201%2F9781420008494&rft.edition=0&rft.genre=book&rft.isbn=9780429129148&rft.pub=CRC+Press" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://taz.de/Methanhydrat-am-Meeresboden/!6002097/">Thomas Nitz: <i>Methanhydrat am Meeresboden - Ein zweifelhafter Schatz</i></a>, Onlineausgabe der TAZ vom 21. April 2024. (abgerufen am 4. Mai 2025)</span>

</li>

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Normdaten (Sachbegriff): <a href="Gemeinsame_Normdatei" title="Gemeinsame Normdatei">GND</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/gnd/4134530-7">4134530-7</a></span> </div>

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