Метанол

Извор: testwiki
Пређи на навигацију Пређи на претрагу

Шаблон:Chembox

Метанол или метил алкохол (-{CH3OH}-), је први члан хомологог низа засићених монохидроксилних алкохола. Метанол је стекао назив дрвени алкохол јер се некад углавном производио путем деструктивне дестилације дрвета. У данашње време, метанол се углавном индустријски производи путем хидрогенације угљен моноксида.[1] Веома је отрован. Уколико се у мањим количинама унесе у организам доводи до слепила, а у већим до смрти.

То је најпростији алкохол, који се састоји од метил групе везане за хидроксилну групу. То је лака, испарљива, безбојна, запаљива течност са особеним задахом сличним етанолу (алкохолу за пиће).[2] Метанол је међутим далеко токсичнији од етанола. На собној температури, он је поларна течност. Са више од 20 милиона тона произведених годишње, он се користи као прекурсор за друге робне хемикалије, укључујући формалдехид, сирћетну киселину, метил терт-бутил етар, као и за низ других специјализованих хемикалија.[1]

Капацитети великих фабрика за производњу метанола се крећу од 200.000 до 310.000 тона годишње. Светска производња метанола је 2015. године износила 70 милиона тона са тенденцијом раста и тадашњим проценама да ће 2020. године износити око 100 милиона тона.

У Србији се метанол производи у Кикинди, фабрика МСК Кикинда (Метанолско-сирћетни комплекс Кикинда). Шаблон:TOC limit

Заступљеност

Мале количине метанола су присутне у нормалним, здравим људима. Једна студија је утврдила присуство од у просеку 4,5 ppm у издахнутом ваздуху испитаника.[3] Средња количина ендогеног метанола код људи од 0,45 -{g}-/дан може да буде метаболисана из пектина присутног у воћу; један килограм јабука производи до 1,4 -{g}- метанола.[4]

Метанол се природно производи при анаеробном метаболизму многих сојева бактерија и често је присутан у малим количинама у животној средини. Услед тога, атмосфера садржи мале количине метанолске паре. Атмосферски метанол бива оксидован у ваздуху под дејством сунчеве светлости до угљен-диоксида и воде током дана.

Међузвездана средина

Метанол је присутан у великим количинама у регионима у којима се формирају звезде и користи се у астрономији као маркер таквих региона. Он се детектује помоћу његових спектралних емисионих линија.[5]

Астрономи су 2006. године, користећи низ радио телескопа -{MERLIN}- при Џодрел Банк опсерваторији, открили велики облак метанола у свемиру, широк 463 милиона -{km}-.[6][7] Године 2016, астрономи су детектовали метил алкохол у диску формирања планета око младе звезде -{TW Hydrae}- користећи -{ALMA}- радио телескоп.[8]

Отровност

Удисањем ваздуха у коме има 3.000 -{ppm}- метанола током 8 сати неколико дана доводи до тешког тровања.[9] Смртна доза ингестијом износи 30 до 100 -{ml}-.[9] Метанол се у организму споро оксидује до -{CO}- и -{H2O}- те се због тога акумулира. Његови токсични метаболити су формалдехид, млечна и мравља киселина и ацетон чије дејство доводи до појаве специфичне симптоматологије тровања. Акутно тровање има три стадијума: пијанство, латенација (акумулација токсичних метаболита током 12-24 сата) и манифестовање тровања. Овај трећи стадијум карактеришу: запаљење слузокоже дисајних путева, поремећај вида, сметње од стране дигестивног тракта и грчеви мишића. Четвртог дана јављају се цијаноза, периферни колапс, конвулзије, кома, парализа центра за дисање са леталним (смртним) исходом у тежим случајевима.[9] Очна симптоматологија се састоји из: фотофобије, диплопије (дупло виђење), мидријазе, едема папиле и пролазно или трајног слепила.[9]

Метанол има ниску акутну токсичност код људи, али је опасан јер се заједно са етанолом повремено уноси у великим количинама. Мала количина, као што је Шаблон:Convert чистог метанола може да узрокује перманентно слепило путем деструкције видног живца. Шаблон:Convert је потенцијално фатално.[10] Медијана леталне дозе је Шаблон:Convert (i.e. 1–2 -{mL/kg}- телесне тежине чистог метанола[11]). Референтна доза за метанол је 2 -{mg/kg}- на дан.[12][13] Токсични ефекти почињу неколико сати након узимања, а антидоти често могу да спрече трајно оштећење.[10] Због његове сличности по изгледу и по мирису са етанолом (алкохолом у пићима), тешко је разликовати та два алкохола (као што је исто тако случај са денатурализованим алкохолом, фалсификованим пићима или алкохолним пићима врло ниског квалитета). Међутим, постоје случајеви отпорности на метанол, као што је случај Мајка Малоја који је био жртва неуспелог покушаја убиства метанолом почетком 1930-их.[14]

Особине

Особина Вредност
Број акцептора водоника 1
Број донора водоника 1
Број ротационих веза 0
Партициони коефицијент[15] (-{ALogP)}- -0,4
Растворљивост[16] (-{logS, log(mol/L}-)) 0,7
Поларна површина[17] (-{PSA}-, Å2) 20,2

Добијање метанола

У индустрији, метанол се добија из синтетичког гаса, који је претходно добијен из метана. Наиме, метан је лако доступно једињење, будући да чини 70-90% природног гаса. Метан је непогодан за конверзију јер је релативно нереактивно једињење и подлеже реакцијама реформинга, као и хлоровања на високом притиску и температури. Најзначајнији поступак за конверзију метана у друга једињења је преко синтетичког гаса.

Синтетички гас

Синтетички или водени гас представља смешу угљен-моноксида и водоника. Синтетички гас се добија реформингом паре, односно реакцијом метана и водене паре на температури од 900 °C у присуству никла као катализатора. Реакција се изводи у тубуларним реакторима, који су паковани са керамиком преко које је нанет катализатор. Реактор се загрева сагоревањем течног горива или самог гаса. Поред синтетичког гаса као сировина у реакцији реформинга се могу користити и лаке фракције нафте добијене дестилацијом.

У зависности од услова, одвијају се следеће хемијске реакције:

CHA4+HA2O⟶CO+3HA2

CO+HA2O⟶COA2+HA2

COA2+CHA4⟶2CO+2HA2

Прва и трећа реакција су, за разлику од друге, ендотермне и потребно је довести енергију да би дошло до реакције. Степен конверзије метана расте са повећањем температуре, повећањем парцијалног притиска водене паре и смањењем укупног притиска.

Метанол

Метанол се добија конверзијом синтетичког гаса, егзотермном реакцијом:

CO+2HA2⟶CHA3OH

Уколико се синтеза одвија помоћу синтетичког гаса добијеног из метана, онда се неповољан однос између водоника и угљен-моноксида (3:1) може компензовати додатком угљен-диоксида који реагује са водоником:

COA2+3HA2⟶CHA3OH+HA2O

Равнотежа ових реакција се помера ка метанолу на нижим температурама и повишеном притиску. Као катализатор се раније користила смеша ZnO и Cr2O3 и притом се реакција изводи на температури од 350 °C и притиску од 340 bar. Време задржавања у реактору је врло кратко како би се спречило настајање споредних производа. Степен конверзије при једном проласку кроз катализатор је од 12 до 15%. Нови унапређен поступак производње користи активнији катализатор на бази бакра (CuO-ZnO-Cr2O3 или CuO-ZnO-Al2O3). Овакви катализатори омогућавају извођење реакције на нижим температурама од око 240 °C и нижим притисцима од 50 до 150 bar. Тако настаје метанол високе чистоће од 99,99 %.

Референце

Шаблон:Reflist

Литература

Шаблон:Литература

Шаблон:Литература крај

Спољашње везе

Шаблон:Commonscat

Шаблон:Алкохоли Шаблон:Портал бар Шаблон:Нормативна контрола

  1. ↑ 1,0 1,1 Шаблон:Cite encyclopedia
  2. ↑ Шаблон:Cite web
  3. ↑ Шаблон:Cite journal
  4. ↑ Шаблон:Cite journal
  5. ↑ Шаблон:Cite news
  6. ↑ Шаблон:Cite press release
  7. ↑ Шаблон:Cite news
  8. ↑ Шаблон:Cite web
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 9,3 Шимон Ђармати, Хемија опасних материја, Виша политехничка школа, 2006.
  10. ↑ 10,0 10,1 Шаблон:Cite journal
  11. ↑ Шаблон:Cite web
  12. ↑ Шаблон:Cite web
  13. ↑ Шаблон:Cite journal
  14. ↑ Шаблон:Cite book
  15. ↑ Шаблон:Cite doi/10.1021/jp980230o
  16. ↑ Шаблон:Cite pmid
  17. ↑ Шаблон:Cite pmid
Преузето из „https://sr.wiki.beta.math.wmflabs.org/w/index.php?title=Метанол&oldid=959”