Метанол (метиловый спирт, метилгидроксид, древесный спирт, карбинол, моногидроксиметан,) CH3OH - первый представитель гомологического ряда одноатомных спиртов. В зависимости от назначения технический метанол выпускают марок А и Б.
Химические и физические свойства
Метанол технический представляет собой бесцветное прозрачное вещество без нерастворимых примесей. Он смешивается в любых пропорциях с водой, эфирами, а также этиловым спиртом. При этом не прослеживаются явления помутнения и опалесценции. Смешиваясь с водой, он вызывает реакцию разогревания и сжатия.
Метанол представляет собой органическое соединение, имеющее большое значение из-за его различных изменений и модификаций, которые могут быть сделаны. Мы почти всегда находим его в жидкой форме. Он легковоспламеняющийся и бесцветный, он также венозный и несовместим с кислотами. Это считается воспламеняющейся первой категорией, тогда для хранения и обработки следует проявлять осторожность и принимать крайние меры.
Метанол является самым простым соединением в группе органических химических соединений, называемых спиртами. Как производится это соединение? Раньше она была получена деструктивной дистилляцией древесины, но в настоящее время мы получаем ее путем синтеза природного газа паром. Затем смесь нагревают и затем пропускают через катализатор, процесс называется «Лурги».
Метанол - особо опасная легковоспламеняющаяся жидкость.
Температура вспышки 6 °С.
Температура самовоспламенения 440 °С.
С воздухом пары метанола в концентрации от 6,72 - 36,5 % создают взрывоопасную смесь, температура вспышки которой составляет всего 15,6 °С.
Так же, как и этиловый спирт, он является мощнейшим растворителем. В отличие от этанола, метанол не формирует с водой азеотропного соединения. Это означает, что метиловый спирт можно отделить от воды путем ректификации.
Этот продукт доступен в следующих презентациях. Общие применения метанола следующие.
С другой стороны, конкретные приложения следующие. В нашей повседневной жизни мы слышим эти три номенклатуры, которые напоминают друг друга. Это имена, которые разбавляют огромные объемы производства на внутреннем потребительском рынке и на экспортном рынке. Тем не менее, все эти слова вставляются в единый контекст органической химии и являются терминами, используемыми для обозначения одного базового продукта: Алкоголь.
Производство
В прошлом метанол получали методом сухой перегонки дерева, откуда он и получил одно из своих названий.
До 1960 годов его добывали путем реакции при участии цинк-хромовых катализаторов (Р = 25 - 40 МПа, Т = 300 - 400°С), позже - с помощью медьсодержащих при 200 - 300 °C и давлении 3,5 - 5,5 МПа. Современная химическая промышленность получает метиловый спирт из водорода и окиси углерода при участии катализаторов.
Измеряемый в кубических метрах, этанол все еще расщепляется на два типа, которые являются гидратированными и безводными. Гидратированный, потому что он содержит воду и безводный, потому что теоретически это снимается. В то время как второй смешивается с бензином, первый идет прямо в резервуар. Стоит помнить, что один кубический метр составляет тысячу литров.
В штате Сан-Паулу есть крупнейший промышленный парк для производства этанола, и заводы отвечают за преобразование сахарного тростника и алкоголя, а также за его хранение. Порт Сантос является основным выходом для этого продукта для внешней торговли, но в прошлом году наш экспорт еще не превысил отметку 5%. Таким образом, неэкспериментированный баланс распределяется на транзитные и удерживающие запасы, промышленность напитков, растворители, краски, лаки и в основном для карбюраторных целей или на автомобили, предназначенные исключительно из спирта или смешанные с бензином.
Сферы применения
Метанол технический марки А широко применяется в химической промышленности для синтеза органических соединений.
- Нефтегазовая промышленность - очистка трубопроводов и скважин от образовавшихся на их внутренней поверхности кристаллогидратов.
- Химическая промышленность - органический синтез.
- Фармацевтика и микробиология - задействуется в процессах экстракции и конденсации.
- Автомобильная отрасль - в качестве компонента топлива. Метанол повышает антидетонационные свойства бензина, что позволяет двигателю работать более продуктивно. При этом вещество снижает выброс вредных соединений в атмосферу.
Однако, в этой связи метанол имеет и некоторые негативные свойства:
Метанол - это летучая жидкость со слегка сладким алкогольным запахом, используемым в составе красок, лаков, настойки, а также в качестве активного ингредиента в вкусном пиве, который производится. Он также известен как метиловый спирт. Полученный этанол получают из любого углевода, ферментируемого дрожжами, а в Бразилии - сахарозой, мелассой и определенным ферментом, ответственным за их превращение в два типа спиртов, описанных выше. Этанол обладает лучшими свойствами карбюра, поэтому его используют в качестве чистого топлива или смешивают с бензином, создавая чрезвычайно низкое загрязняющее воздействие на атмосферу.
- Он травит алюминий - проблема использования алюминиевых карбюраторов и инжекторов вместе с метанолсодержащим топливом.
- Гидрофильность - вещество втягивает воду, что вызывает расслаивание фракций бензина.
- Уменьшенная летучесть при холодной погоде: моторы, работающие на чистом метаноле, могут иметь проблемы с запуском при температуре ниже +10 °C и отличаться повышенным расходом топлива до достижения рабочей температуры. Данная проблема легко решается добавлением в метанол 10 - 25 % бензина.
Перспективное направление - использование метилового спирта в электрогенераторах химического типа.
Метанол и этанол являются первыми двумя органическими спиртами и будут думать о углеродном атоме с его валентностью, состоящей только из атомов водорода. У нас был бы самый простой углеводород, называемый Метан. Другие органические соединения можно рассматривать как последовательные замены атомов водорода метана другими атомами или группами атомов.
Первоначальные биохимические процессы производства алкоголя связаны с различными фазами, которые можно кратко обобщить при ферментации, очистке, пастеризации, охлаждении бульона и дистилляции. Регенерация растворителя достигается за счет пара и теплообменников.
Ожидается, что использование метанола значительно удешевит производство электроэнергии.
Метанол, является незаменимым сырьем для производства следующих продуктов:
- Формальдегида/формалина
- Карбамидо-формальдегидного концентрата
- Эфира жидкого диметилового
Токсичность/Опасность
Метанол по степени воздействия на организм человека относится к умеренно опасным веществам (3-й класс опасности) по ГОСТ 12.1.005.
Эта статья не претендует на то, чтобы подтвердить, что вышеупомянутые процессы всегда происходят в описанной последовательности, и было бы легкомысленно говорить, что все сводится к этому описанию в одиночку. Если бы это было так, это убрало бы профессиональные заслуги в технической экспертизе, что, конечно же, не так. Полученные спирты количественно оценивают с помощью обычно откалиброванных проточных резервуаров, которые в конечном итоге переносятся в резервуары большего объема, либо для внутреннего рынка в цистернах, либо в портовых сооружениях, куда они отправляются на экспорт.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны - 5 мг/м3, максимальная разовая концентрация в атмосферном воздухе населенных мест - 1 мг/м3, среднесуточная - 0,5 мг/м3.
Смертельная доза для человека - 3 мл.
Метанол обладает политропным действием с преимущественным воздействием на нервную систему, печень и почки. Обладает выраженным кумулятивным эффектом. Метанол представляет собой опасность, вплоть до смертельного исхода, при поступлении через желудочно-кишечный тракт. Острые отравления при вдыхании паров встречаются редко. Метанол обладает слабовыраженным местным действием на кожу, может проникать через неповрежденные кожные покровы.
Этот продукт уложен на судах танкеров, и есть очень заметная эффективность в операциях по отгрузке с удовлетворительными насосами. Больше новостей, связанных с энергетикой. Многие сторонники возобновляемой энергии рассматривают метанол как идеальный источник топлива с преимуществами по сравнению с водородом. Когда метанол изготавливают из таких материалов, как древесина, его часто называют биоалкоксидом. Теоретическое использование метанола в качестве обобщенного источника топлива привело к теории, которая описывает так называемую экономику метанола.
Симптомы отравления - головная боль, головокружение, тошнота, рвота, боль в желудке, общая слабость, раздражение слизистых оболочек, мелькание в глазах, а в тяжелых случаях - потеря зрения и смерть.
План:
-
Введение
- 1 Получение
- 2
Применение
- 2.1 Гомологизация метанола
- 2.2 Биометанол
- 3 Метанол в качестве топлива
- 4 Свойства метанола и его реакции
- 5 Нахождение в природе
- 6 Здравоохранение
- 7 Интересные факты Примечания
Введение
Метано́л (метиловый спирт, древесный спирт , карбинол, метилгидрат, гидроксид метила) - CH 3 OH, простейший одноатомный спирт, бесцветная ядовитая жидкость. Метанол - это первый представитель гомологического ряда одноатомных спиртов.
В экономике метанола наиболее часто используемым топливом является метанол, причем невозобновляемые виды топлива имеют меньшую долю. Джордж Ола, лауреат Нобелевской премии, является сильным сторонником этой теории. Эксперты отмечают, что в отличие от водорода метанол относительно недорог для производства, его можно изготавливать с небольшими отходами, его легко хранить и можно добывать из других источников ископаемого топлива.
История производства метанола. Исторически сложилось, что метанол был получен путем деструктивной дистилляции древесины, факт, что этот вид топлива получает название спирта из древесины. В настоящее время метанол производится с газом в качестве сырья. «Биометанол» может быть получен путем газификации материалов для синтеза органических газов с последующим синтезом обычного метанола. Этот маршрут может предложить производство метанола из биомассы с эффективностью до 75%. Широкое производство через этот маршрут может предложить метанольное топливо по низкой цене и с выгодой для окружающей среды.
С воздухом в объёмных концентрациях 6,72-36,5% образует взрывоопасные смеси (температура вспышки 15,6 °C). Метанол смешивается в любых соотношениях с водой и большинством органических растворителей.
1. Получение
До 1960-х годов метанол синтезировали только на цинкхромовом катализаторе при температуре 300-400 °C и давлении 25-40 МПа (= 250-400 Бар = 254,9-407,9 кгс/см²). Впоследствии распространение получил синтез метанола на медьсодержащих катализаторах (медьцинкалюмохромовом, медь-цинкалюминиевом или др.) при 200-300 °C и давлении 4-15 МПа (= 40-150 Бар = 40,79-153 кгс/см²).
Однако эти методы производства не подходят для мелкосерийного производства. К сожалению, метанол очень токсичен и представляет ряд опасностей при вдыхании или при контакте при высоких дозах. Это топливо менее летучее, чем водород, но также намного плотнее, что может привести к загрязнению в случае утечки или утечки в бак.
Метанол встречается естественным образом в организме человека и в некоторых плодах, но ядовито в высоких концентрациях. Как и многие летучие химические вещества, метанол не нужно принимать внутрь, потому что жидкость поглощается через кожу, а пары - через легкие. Метанольное топливо намного безопаснее при смешивании с этанолом даже при относительно низком содержании этанола.
Современный промышленный метод получения - каталитический синтез из оксида углерода(II) (CO) и водорода (2H 2) при следующих условиях:
- температура - 250 °C,
- давление - 7МПа (= 70 Бар = 71,38 кгс/см²),
- катализатор - смесь ZnO (оксид цинка) и CuO (оксид меди(II)):
До промышленного освоения каталитического способа получения метанол получали при сухой перегонке дерева (отсюда его название «древесный спирт»). В данное время этот способ имеет второстепенное значение.
Опасность возгорания метанолом. Метанол гораздо труднее воспламеняться, чем бензин, и горит примерно на 60% медленнее. Огонь с участием метанола выделяет энергию примерно на 20% по сравнению со скоростью высвобождения энергии в случае горения бензина, что приводит к значительно более холодному пламени. Это приводит к значительно менее опасному огню, который легче содержать в соответствии с надлежащими протоколами. В отличие от бензина, вода является предпочтительным элементом в качестве средства подавления огня, поскольку безвкусная, без запаха жидкость быстро охлаждает огонь и разбавляет топливо ниже концентрации.
Также известны схемы использования с этой целью отходов нефтепереработки, коксующихся углей.
CO 2 + 3H 2 <--> CH 3 OH + H 2 O + 49.53 кДж/моль
H 2 O + CO <--> CO 2 + H 2 + 41.2 кДж/моль
Молекулярная формула - CH 4 O или CH 3 -OH, а структурная: В настоящее время метиловый спирт получают синтетическим способом из монооксида углерода и водорода при температуре 300-400 °C и давления 300-500 атм в присутствии катализатора - смеси оксидов цинка, хрома и др. Сырьем для синтеза метанола служит синтез-газ (CO + H2), обогащенный водородом: :CO + 2 H 2 → CH 3 OH
Эти факты означают, что в качестве топлива для транспортных средств метанол имеет значительные преимущества перед безопасностью использования бензина. Однако этанол предлагает многие из этих же преимуществ, но с менее удовлетворительной энергетической эффективностью.
Дженнифер Роша Варгас Фогаса. Метанол является органическим соединением группы спиртов простейшей структуры, как показано ниже. Другим важным свойством этого соединения является то, что он имеет бесконечную растворимость в воде, что объясняется тем, что он имеет небольшие молекулы, которые взаимодействуют с молекулами воды, образуя водородные связи. Метанол имеет несколько применений, например, при производстве полимеров.
Производство метанола (в тыс. тон):
| год | США | Германия | Мир | Продажная цена ($/т) |
|---|---|---|---|---|
| 1928 | 24 | 18 | нет данных | нет данных |
| 1936 | 97 | 93 | нет данных | нет данных |
| 1950 | 360 | 120 | нет данных | нет данных |
| 1960 | 892 | 297 | нет данных | 99,7 |
| 1970 | 2238 | нет данных | 5000 | 89,7 |
| 1980 | 3176 | 870 | 15000 | 236,1 |
| 2004 | 3700 | 2000 | 32000 | 270 |
Крупнейшим производителем метанола в России является губахинский ОАО «Метафракс».
Однако, как только запасы этанола вернулись к норме, метанол был выведен из рынка. Это связано с тем, что его использование в качестве топлива имеет множество негативных аспектов, таких как корродирование стали и высокая токсичность. Кроме того, его пламя невидимо для невооруженного глаза, что затрудняет контроль пожаров, вызванных им. Только жертва может сказать, по какой температуре он чувствует, был ли пожар стерт или нет. Авария была вызвана тем, что пилот попытался покинуть пит-стоп, пока шланг все еще прикреплен к машине.
При этом произошла утечка топлива. Это соединение является наиболее токсичным из группы спиртов и может вызвать серьезные отравления, неврологические расстройства, коллапс дыхательной системы и даже смерть; путем ингаляции, проглатывания или поглощения через кожу.
2. Применение
В органической химии метанол используется в качестве растворителя.
Метанол используется в газовой промышленности для борьбы с образованием гидратов (из-за низкой температуры замерзания и хорошей растворимости). В органическом синтезе метанол применяют для выпуска формальдегида и формалина, уксусной кислоты, ряда эфиров (например, МТБЭ и ДМЭ), изопрена и др.
Согласно обычным номенклатурам, метанол можно также назвать метиловым спиртом или карбинолом. Кроме того, его также называют «древесным спиртом», поскольку в течение длительного времени единственным методом его получения была дистилляция сухой древесины в ретортах в отсутствие воздуха.
Как показано выше, этот способ получения метанола не только продуцирует это соединение. Напротив, его процент очень мал; следовательно, экономически невыполнимый метод. Метанол сегодня может быть получен реакциями с монооксидом углерода в присутствии металлического катализатора, который может представлять собой медь или цинк; или из двуокиси углерода в присутствии тех же катализаторов.
Наибольшее его количество идёт на производство формальдегида, который используется для производства фенолформальдегидных смол. Значительные количества CH 3 OH используют в лакокрасочной промышленности для изготовления растворителей при производстве лаков. Кроме того, его применяют (ограниченно из-за гигроскопичности и отслаивания) как добавку к жидкому топливу для двигателей внутреннего сгорания. Используется в топливных элементах.
Все эти названия служат для обозначения одного с цепочкой из трех атомов углерода и одной, присоединенной к вторичному углероду. Этот спирт содержит процент воды менее 1%. Это связано с тем, что его более крупная цепь позволяет ей быть менее связанной с водой, что облегчает ее отделение от воды. Это делает его очень полезным для очистки электронного оборудования, удаления смазки и не нарушающего его функционирования.
Об этом свидетельствуют многие компьютерные эксперты. В своем аспекте он не отличается от большинства относительно короткоцепочечных спиртов, будучи бесцветной жидкостью с характерным запахом спирта и легко воспламеняется. Изопропанол можно также использовать в качестве реагента для синтеза других соединений, таких как ацетон. Этот процесс может иметь две формы. При окислении спирта с использованием сильного окислителя, такого как хромовая кислота, или путем его катализируемого дегидрирования с помощью и при нагревании.
Благодаря высокому октановому числу, что позволяет увеличить степень сжатия до 16 и большей на 20 % энергетической мощностью заряда на основе метанола и воздуха, метанол используется для заправки гоночных мотоциклов и автомобилей. Метанол горит в воздушной среде, и при его окислении образуется двуокись углерода и вода:
Для получения биодизеля растительное масло переэтерифицируется метанолом при температуре 60 °C и нормальном давлении приблизительно так: 1 т масла + 200 кг метанола + гидроксид калия или натрия.
Во многих странах метанол применяется в качестве денатурирующей добавки к этанолу при производстве парфюмерии. В России использование метанола в потребительских товарах запрещено.
При добыче газа гидраты могут образовываться в стволах скважин, промысловых коммуникациях и магистральных газопроводах. Отлагаясь на стенках труб, гидраты резко уменьшают их пропускную способность. Для борьбы с образованием гидратов на газовых промыслах вводят в скважины и трубопроводы различные ингибиторы (метиловый спирт, гликоли).
Работа топливных элементов основана на реакции окисления метанола на катализаторе в диоксид углерода. Вода выделяется на катоде. Протоны (H +) проходят через протонообменную мембрану к катоду где они реагируют с кислородом и образуют воду. Электроны проходят через внешнюю цепь от анода к катоду снабжая энергией внешнюю нагрузку.
На аноде CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e −
На катоде 1.5O 2 + 6H + + 6e − → 3H 2 O
Общая для топливного элемента: CH 3 OH + 1,5O 2 → CO 2 + 2H 2 O
Получение диметилового эфира дегидратацией метанола при 300-400 °C и 2-3 МПа в присутствии гетерогенных катализаторов - алюмосиликатов - степень превращения метанола в диметиловый эфир - 60 % или цеолитов - селективность процесса близка к 100 %. Диметиловый эфир (C 2 H 6 O) - экологически чистое топливо без содержания серы, содержание оксидов азота в выхлопных газах на 90 % меньше, чем у бензина. Цетановое число диметилового дизеля более 55, при том что у классического нефтяного 38-53.
Метил-трет-бутиловый эфир получается при взаимодействии метанола с изобутиленом в присутствии кислых катализаторов (например, ионообменных смол).
Метил-трет-бутиловый эфир (C 5 H 12 O) применяется в качестве добавки к моторным топливам, повышающей октановое число бензинов (антидетонатор). Максимальное законодательное содержание МТБЭ в бензинах Европейского союза - 15 %, в Польше - 5 %. В России в среднем составе бензинов содержание МТБЭ составляет до 12 % для АИ92 и до 15 % для АИ95, АИ98.
2.1. Гомологизация метанола
Гомологизация, то есть превращение органического соединения в свой гомолог путём внедрения одной или нескольких метиленовых групп, для спиртов была впервые осуществлена в 1940 году - на основе метанола каталитическим путём под воздействием высокого давления был синтезирован этанол :
Реакция гомологизации по своему механизму близка реакции гидроформилирования алкенов и в настоящее время с помощью модифицированных катализаторов кобальта и рутения и добавления йодид-ионов в качестве промоторов удаётся добиться 90 % выхода по этанолу .
Исходный метанол также получают из окиси углерода (катализаторы на основе оксидов меди и цинка, давление 5-10 МПа, температура 250 °C) , так что общая схема выглядит следующим образом:
Побочными продуктами реакции в случае синтеза этанола будут ацетальдегид, этилен и диэтиловый эфир.
В 1940 году впервые была осуществлена катализируемая оксидом кобальта при давлении 600 атм реакция метанола с синтез-газом с образованием в качестве основного продукта этанола… Впоследствии эта реакция, названная гомологизацией, вызвала огромный интерес у химиков. Ее привлекательность связана с возможностью получения этилена из угольного сырья Применение в качестве катализаторов карбонила кобальта Со2(СО)8 позволило понизить давление до 250 атм, при этом степень превращения метанола составила 70 %, а основной продукт - этанол образовывался с селективностью 40 %. В дальнейшем были предложены более селективные катализаторы на основе соединений кобальта и рутения с добавками фосфиновых лигандов и было установлено, что реакцию можно ускорить с помощью введения промоторов - иодид-ионов. В настоящее время удалось достичь селективности по этанолу 90 %. Хотя механизм гомологизации до конца не установлен, можно считать, что он близок к механизму карбонилирования метанола.
2.2. Биометанол
Промышленное культивирование и биотехнологическая конверсия морского фитопланктона рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений в области получения биотоплива.
В начале 80-х рядом европейских стран совместно разрабатывался проект, ориентированный на создание промышленных систем с использованием прибрежных пустынных районов. Осуществлению этого проекта помешало общемировое снижение цен на нефть.
Первичное производство биомассы осуществляется путём культивирования фитопланктона в искусственных водоёмах, создаваемых на морском побережье.
Вторичные процессы представляют собой метановое брожение биомассы и последующее гидроксилирование метана с получением метанола .
Основными доводами в пользу использования микроскопических водорослей являются следующие:
- высокая продуктивность фитопланктона (до 100 т/га в год);
- в производстве не используются ни плодородные почвы, ни пресная вода;
- процесс не конкурирует с сельскохозяйственным производством;
- энергоотдача процесса достигает 14 на стадии получения метана и 7 на стадии получения метанола;
С точки зрения получения энергии данная биосистема имеет существенные экономические преимущества по сравнению с другими способами преобразования солнечной энергии.
3. Метанол в качестве топлива
При применении метанола в качестве топлива следует отметить, что объемная и массовая энергоемкость (теплота сгорания) метанола на 40-50 % меньше, чем бензина, однако при этом теплопроизводительность спиртовоздушных и бензиновых топливовоздушных смесей при их сгорании в двигателе различается незначительно по той причине, что высокое значение теплоты испарения метанола способствует улучшению наполнения цилиндров двигателя и снижению его теплонапряженности, что приводит к повышению полноты сгорания спиртовоздушной смеси. В результате этого рост мощности двигателя повышается на 10-15 %. Двигатели гоночных автомобилей работающих на метаноле с более высоким октановым числом чем бензин имеют степень сжатия, превышающую 15:1, в то время как в обычном ДВС с искровым зажиганием степень сжатия для неэтилированного бензина как правило, не превышает 11.5:1. Метанол может использоваться как в классических двигателях внутреннего сгорания, так и в специальных топливных элементах для получения электричества.
Недостатки :
- метанол травит алюминий. Проблемным является использование алюминиевых карбюраторов и инжекторных систем подачи топлива в ДВС.
- гидрофильность. Метанол втягивает воду, что является причиной засорения систем подачи топлива в виде желеобразных ядовитых отложений.
- метанол , как и этанол, повышает пропускную способность пластмассовых испарений для некоторых пластмасс (например плотного полиэтилена). Эта особенность метанола повышает риск увеличения эмиссии летучих органических веществ, что может привести к уменьшению концентрации озона и усилению солнечной радиации.
- уменьшенная летучесть при холодной погоде: Моторы, работающие на метаноле, могут иметь проблемы с запуском и отличаться повышенным расходом топлива до достижения рабочей температуры.
Низкий уровень примесей метанола может быть использован в топливе существующих транспортных средств с использованием надлежащих ингибиторов коррозии. Т. н. европейская директива качества топлива (European Fuel Quality Directive) позволяет использовать до 3 % метанола с равным количеством присадок в бензине, продаваемoм в Европе. Сегодня в Китае используется более 1000 миллионов галлонов метанола в год в качестве транспортного топлива в смесях низкого уровня, используемых в существующих транспортных средств, а также высоко- уровневые смеси в транспортных средствах, предназначенных для использования метанола в качестве топлива. Помимо применения метанола в качестве альтернативы бензина существует технология применения метанола для создания на его базе угольной суспензии которая в США имеет коммерческое наименование «метакол» (methacoal ). Такое топливо предлагается как альтернатива мазута, широко используемого для отопления зданий (Топочный мазут). Такая суспензия в отличие от водоуглеродного топлива не требует специальных котлов и имеет более высокую энергоемкость. С экологической точки зрения такое топливо имеет меньший «углеродный след» , чем традиционные варианты синтетического топлива получаемого из угля с использованием процессов, где часть угля сжигается во время производства жидкого топлива.
4. Свойства метанола и его реакции
При написании этой статьи использовался материал из Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона (1890-1907).
Метанол - бесцветная жидкость с запахом, напоминающим запах этилового спирта. Температура кипения 66,78° (Renault); 64,8° (Vincent и Delachanal); 65,75-66,25° (Grodzki и Krämer); 65,8-66° (Perkin); 64,96° при 760 мм (Dittmar и Fawsitt); 64,8° при 763 мм (Шифф). Удельный вес при 0°/0° = 0,8142 (Копп); при 15°/15° = 0,79726; при 25°/25° = 0,78941 (Perkin); при 64,8°/4° = 0,7476 (Шифф); при 0°/4° = 0,81015; при 15,56°/4° = 0,79589 (Dittmar и Fawsitt). Капиллярная постоянная при температуре кипения a ² =5,107 (Шифф); Критическая температура 241,9° (Шмидт). Упругость пара при 15° = 72,4 мм; при 29,3° = 153,4 мм; при 43° = 292,4 мм; при 53° = 470,3 мм; при 65,4° = 756,6 мм (Д. Коновалов). Теплота горения равна 170,6, теплота образования 61,4 (Штоман, Клебер и Лангбейн).
Метанол смешивается во всех отношениях с водой, этиловым спиртом и эфиром; при смешении с водой происходит сжатие и разогревание. Горит синеватым пламенем. Подобно этиловому спирту - сильный растворитель, вследствие чего во многих случаях может заменять этиловый спирт. В крепких водных растворах метанол, принятый внутрь, ядовит. Безводный метанол, растворяя небольшое количество медного купороса, приобретает голубовато-зеленое окрашивание, поэтому безводным медным купоросом нельзя пользоваться для открытия следов воды в метаноле; но он не растворяет CuSO 4 .7H 2 O (Клепль).
Метанол дает со многими солями соединения, подобные кристаллогидратам, например: CuSO 4 .2СН 3 ОН; LiCl.3СН 3 ОН; MgCl 2 .6СН 3 ОН; CaCl 2 .4СН 3 ОН представляет собой шестисторонние таблицы, разлагаемые водой, но не разрушаемые нагреванием до 100° (Kane). Соединение ВаО.2СН 3 ОН.2Н 2 O получается в виде блестящих призм при растворении ВаО в водном Метаноле и испарении на холоде полученной жидкости при комнатной температуре (Форкранд). С едкими щелочами метанол образует соединения 5NaOH.6СН 3 ОН; 3KOH.5СН 3 OH (Геттиг). При действии металлических калия и натрия легко дает алкоголяты, присоединяющие к себе кристаллизационный метанол и иногда воду. При пропускании паров метанола через докрасна накаленную трубку получается C 2 H 2 и др. продукты (Бертло). При пропускании паров метанола над накаленным цинком получается окись углерода, водород и небольшие количества болотного газа (Jahn). Медленное окисление паров метанола при помощи раскаленной платиновой или медной проволоки представляет лучшее средство для получения больших количеств формальдегида: 2СН 3 ОН+О 2 =2НСНО+2Н 2 О. При действии хлористого цинка и высокой температуры метанол дает воду и углеводороды формулы С n Н 2n+2 , а также небольшие количества гексаметилбензола (Лебедь и Грин). Метанол, нагретый с нашатырем в запаянной трубке до 300°, дает моно-, ди- и триметиламины (Бертло). С белильной известью не дает хлороформа (Гольдберг). При пропускании паров метанола над едким кали при высокой температуре выделяется водород и образуются последовательно муравьинокислый, щавелевокислый и, наконец, углекислый калий; концентрированная серная кислота дает метилсерную кислоту CH 3 HSO 4 , которая при дальнейшем нагревании с Метанолом дает метиловый эфир (см.). При перегонке метанола с избытком серной кислоты в отгон переходит диметилсерная кислота (CH 3) 2 SO 4 . При действии серного ангидрида SO 3 получается CH(OH)(SO 3 H) 2 и CH 2 (SO 3 H) 2 (см. Метилен). Метанол при действии соляной кислоты, пятихлористого фосфора и хлористой серы дает хлористый метил СН 3 Cl. Действием HBr и H 2 SO 4 получают бромистый метил. Подкисленный 5%-й серной кислотой и подвергнутый электролизу, метанол дает СО 2 , СО, муравьинометиловый эфир, метилсерную кислоту и метилаль СН 2 (ОСН 3) 2 (Ренар). При нагревании метанола с хлористо-водородными солями ароматических оснований (анилином, ксилидином, пиперидином) легко происходит замещение водорода в бензольном ядре метилом (Гофман, Ладенбург); реакция имеет большое техническое значение при приготовлении метилрозанилина и других искусственных пигментов.
5. Нахождение в природе
В свободном состоянии метиловый спирт встречается в природе лишь изредка и в очень небольших количествах (например в эфирных маслах), но производные его распространены довольно широко. Так, например, многие растительные масла содержат сложные эфиры метилового спирта: масла гаултерии - метиловый эфир салициловой кислоты С 6 H 4 (OH)COOCH 3 , масло жасмина - метиловый эфир антраниловой кислоты С 6 H 4 (NH 2)COOCH 3 . Простые эфиры метилового спирта чрезвычайно часто встречаются среди природных веществ, например природных красителей, алкалоидов и т. п.
В промышленности метиловый спирт раньше получали исключительно путём сухой перегонки дерева. В жидких погонах, так называемом «древесном уксусе», наряду с уксусной кислотой (10 %), ацетоном (до 0,5 %), ацетальдегидом, аллиловым спиртом, метилацетатом, аммиаком и аминами содержится также 1,5-3 % метилового спирта. Для отделения уксусной кислоты продукты сухой перегонки пропускают через горячий раствор известкового молока, задерживающий её в виде уксуснокислого кальция. Значительно труднее отделить метиловый спирт от ацетона, так как температуры кипения их очень близки (ацетон, т.кип.56,5°; метиловый спирт, т.кип. 64,7°). Все же путём тщательной ректификации на соответствующих колоннах в технике удается почти полностью отделить метиловый спирт от сопутствующего ему ацетона. Неочищенный метиловый спирт называется также «древесным спиртом».
6. Здравоохранение
Метанол - яд, действующий на нервную и сосудистую системы. Токсическое действие метанола обусловлено так называемым «летальным синтезом» - метаболическим окислением в организме до очень ядовитого формальдегида. Кроме того, метанол обладает кумулятивными свойствами, то есть накапливается в организме.
Приём внутрь 5-10 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению (одно из последствий - слепота), а 30 мл и более - к смерти. Предельно допустимая концентрация метанола в воздухе равна 5 мг/м³ (вдвое ниже, чем у этанола и изопропилового спирта)[ .
Наиболее легкая форма отравления характеризуется наличием головной боли, общей слабостью, недомоганием, ознобом, тошнотой, рвотой. Поэтому опасен для жизни не только метанол, но и жидкости, содержащие этот яд даже в сравнительно небольшом количестве.
Особая опасность метанола связана с тем, что по запаху и вкусу он неотличим от этилового спирта, из-за чего и происходят случаи его употребления внутрь. В домашних условиях метанол можно отличить следующим способом: свернуть из толстой медной проволоки спираль и накалить ее на огне до красного свечения; при опускании спирали в метанол происходит его каталитическое окисление с выделением формальдегида, обладающего весьма резким запахом; этанол же такого эффекта не дает (будет напоминать запах прелых яблок). Второй способ - йодоформная реакция: с этиловым спиртом выпадет йодоформ желтого цвета, а с метанолом ничего не выпадает (реакция не подходит для определения содержания метанола в растворе этанола) .
Как указано в руководстве для врача скорой медицинской помощи, при отравлении метанолом антидотом является этанол, который вводится внутривенно в форме 10 % раствора капельно или 30-40 % раствора перорально из расчёта 1-2 грамма раствора на 1 кг веса в сутки. Полезный эффект в этом случае обеспечивается отвлечением АДГ I на окисление экзогенного этанола.
Следует учесть, что при недостаточно точном диагнозе за отравление метанолом можно принять алкогольную интоксикацию, отравление дихлорэтаном или четырёххлористым углеродом - в этом случае введение дополнительного количества этилового спирта опасно.
7. Интересные факты
- Сорт винограда Изабелла в последнее время был запрещён к использованию в коммерческом виноделии в США и странах Евросоюза по причине повышенного содержания метанола в винах, получаемых из данного сорта. Вероятная причина запрета - очень дешевые в производстве вина по сравнению с винами из винограда столовых сортов.
- 9-10 сентября 2001 года на западе Эстонии, в городе Пярну произошло массовое отравление метиловым спиртом. В результате отравления 68 человек погибли, 40 человек стали инвалидами II степени (в связи с потерей зрения и/или острого поражения мозга и нервной системы) и 3 человека получили инвалидность I степени.
- В настоящее время (2010 год) в России участились случаи продажи фальсифицированной незамерзающей жидкости для омывателей стёкол автомобилей: она содержит метиловый спирт и может негативно влиять на здоровье водителей, вызывая хроническое отравление парами метанола (при попадании жидкости на кожу при заливке жидкости в бачок, а также за счёт проникновения паров в салон автомобиля) . В Европейском Союзе ограничения на использование метанола в незамерзающей жидкости нет.
- В мае-июле 2011 года 5 российских туристов скончались от отравления метанолом в Турции. Закончившийся трагедией яхт-тур был организован компанией в Бодруме 26-27 мая. С 28 мая в больницы начали поступать российские туристы с жалобами на симптомы острого отравления. Выяснилось, что в напитках, в частности, в коктейле «виски с колой», который употребляли туристы, содержался технический спирт - метанол. Кроме того, прогулочная яхта не имела лицензии на выход в море.
Примечания
- Древесный спирт - slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00024/76100.htm - статья из Большой советской энциклопедии
- Рябчиков (1953 г.), «Общая химия», стр.253
- 1 2 3 Караханов Э.А. Синтез-газ как альтернатива нефти. II. Метанол и синтезы на его основе - window.edu.ru/window_catalog/files/r21356/9712_065.pdf // Соросовский образовательный журнал . - 1997. - № 12. - С. 68.
- Синтез-Газ Как Альтернатива Нефти. Часть Ii. Метанол И Синтезы На Его Основе - Караханов Э.А - www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/454.html
- Waganer K. Mariculture on land . - Biomass, 1981
- Internal Combustion Engines, Edward F. Obert, 1973
- Energy Citations Database (ECD) - - Document #6329346 - www.osti.gov/energycitations/product.biblio.jsp?osti_id=6329346
- en:Carbon footprint
- П.КАРРЕР (1960 г.), «Курс органической химии», стр.117
- http://slovari.yandex.ru/~книги/Охрана%20труда/Спирты/ - slovari.yandex.ru/~книги/Охрана труда/Спирты/]
- http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=48206 - forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=48206
- 1 2 Острые отравления - www.med2000.ru/cito/otravl2.htm - Электронное справочное руководство для врача скорой медицинской помощи. Глава 15
- 3-pdf-prin_ash-2.pmd - www.inbi.ras.ru/ubkh/43/ashmarin.pdf
- Чем «незамерзайка» опасна для здоровья водителей - www.badshops.ru/art_auto/art_auto14.shtml
Данный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии . Синхронизация выполнена 10.07.11 14:13:55
Категории: Производные метана , Продукция основного органического синтеза , Спирты .
Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike .