متانول چیست؟ 

متانول نوعی الکل غیرمصرف کننده است (که به آن الکل چوب، روح چوب و متیل الکل نیز گفته می شود) که بیشتر برای ایجاد سوخت، حلال و ضد یخ به کار می رود. این ترکیب مایعی بی رنگ، فرار، قابل اشتعال و برخلاف اتانول، برای مصرف انسان سمی است. همچنین از متانول برای تولید انواع مواد شیمیایی دیگر از جمله اسید استیک نیز استفاده می شود. مقادیر کمی متانول به عنوان بخشی از فرایندهای متابولیکی به طور طبیعی در بسیاری از موجودات زنده وجود دارد. به عنوان مثال، متانول به طور طبیعی در بسیاری از میوه ها و سبزیجات وجود دارد. متانول خالص ماده مهمی در سنتز شیمیایی است.

تاریخچه کشف متانول:

مصریان باستان از مخلوطی از مواد که متانول را در فرآیند مومیایی کردن خود دارند، استفاده می کردند. آن ها متانول را در اثر تجزیه و تحلیل چوب به دست آوردند. پیرولیز تجزیه شیمیایی مواد آلی متراکم شده توسط حرارت دادن است.

با این حال، متانول خالص تا سال ۱۶۶۱ توسط رابرت بویل، که مواد شیمیایی را از طریق تقطیر شمشاد تولید کرد، جدا نشد. بعداً این ماده شیمیایی به عنوان روح پیروکسیلیک شناخته شد. شیمی دانان فرانسوی ترکیب اصلی آن را در سال ۱۸۳۴ تعیین کردند.

اصطلاح “متیل” از کلمه “متیلن” گرفته شده است که در سال ۱۸۴۰ ابداع شد. سپس برای توصیف “متیل الکل” استفاده شد. کنفرانس بین المللی نامگذاری شیمیایی این مورد را در سال ۱۸۹۲ به “متانول” خلاصه کرد. وقتی شیمی دانان آلمانی آلوین میتاش و ماتیاس پیر ابزاری برای تبدیل گاز سنتز به متانول ایجاد کردند، در ۱۲ ژانویه ۱۹۲۶ حق ثبت اختراع ثبت شد.

در سال ۲۰۰۶ منجمان در رصدخانه بانک جودرل با استفاده از مجموعه تلسکوپ های رادیویی مرلین ابر بزرگی از متانول را در فضا کشف کردند که عرض آن ۳۰۰ میلیارد مایل است.

تولید متانول:

از کاتالیزورهایی که توانایی کار در دماهای پایین مانند مس را دارند، برای تولید موثر متانول استفاده می شود. متانول کم فشار در اواخر دهه ۱۹۶۰ با فناوری متعلق به جانسون متی، ساخته شد. گاز طبیعی اقتصادی ترین و پرکاربردترین ماده اولیه برای تولید متانول است. با این حال، از مواد اولیه دیگر نیز می توان استفاده کرد. از ذغال سنگ به عنوان ماده اولیه تولید متانول، به ویژه در چین، استفاده می کنند. علاوه بر این، فن آوری های بالغ موجود برای گازدهی زیست توده برای تولید متانول در حال اجرا است. متانول قبلاً توسط تقطیر مخرب چوب تولید می شد. روش مدرن تهیه متانول بر اساس ترکیب مستقیم گاز مونوکسیدکربن و هیدروژن در حضور کاتالیزور است. به طور فزاینده ای، سینگاس، مخلوطی از هیدروژن و مونوکسید کربن حاصل از زیست توده، برای تولید متانول استفاده می شود. در واقع به طور کلی تولید متانول شامل هفت مرحله می باشد:

1. آماده سازی خوراک
2. تولید گاز سنتز
3. تراکم گاز سنتز شده
4. سنتز متانول
5. تصفیه متانول
6. سیستم بخار و کندانس
7. ذخیره سازی و بارگیری

ساختار متانول:

ساده ترین مجموعه طولانی از ترکیبات آلی به نام الکل ها، متشکل از یک گروه متیل (CH_۳) مرتبط با یک گروه هیدروکسی (OH).

جدول مشخصات فنی متانول:

 کاربرد متانول:

از مشتقات متانول برای ساخت تعداد زیادی از ترکیبات استفاده می شود، از جمله بسیاری از مواد رنگزا، رزین ها، داروها و عطرهای مهم مصنوعی. مقادیر زیادی برای مواد رنگی به دی متیلانیلین و برای رزین های مصنوعی به فرمالدئید تبدیل می شود.

متانول برای سوخت موتورهای احتراق داخلی به صورت محدود استفاده می شود، اساساً به این دلیل که تقریباً به اندازه بنزین قابل اشتعال نیست. اشتعال متانول دشوارتر از بنزین است و فقط یک هشتم گرما تولید می کند.

در برخی از تصفیه خانه های فاضلاب، مقدار کمی متانول به فاضلاب اضافه می شود تا منبع غذایی کربن برای باکتری های ضد عفونی کننده فراهم شود، که نیترات ها را به نیتروژن تبدیل می کنند تا از صاف کننده سفره های زیرزمینی حساس کاهش یابد.

از متانول به عنوان یک حلال، و به عنوان ضد یخ در خطوط لوله و مایع لباسشویی شیشه جلو استفاده می شود. در اوایل دهه ۱۹۰۰، از متانول به عنوان ضد یخ خنک کننده اتومبیل استفاده می شد.

همچنین متانول یک عامل دناتوراسیون در الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید است.

هنگام تولید از چوب یا سایر مواد آلی، متانول آلی (الکل زیستی) حاصل به عنوان جایگزین تجدید پذیر برای هیدروکربن های پایه نفتی پیشنهاد شده است. با استفاده از مواد حل کننده مناسب و بازدارنده های خوردگی می توان از سطح پایین متانول در وسایل نقلیه موجود استفاده کرد. دستورالعمل کیفیت سوخت در اروپا اجازه می دهد تا ۳ درصد متانول با مقدار مساوی مواد حلال در بنزین فروخته شده در اروپا مخلوط شود. امروزه چین بیش از یک میلیارد گالن متانول در سال را به عنوان سوخت حمل و نقل در هر دو مخلوط سطح پایین در وسایل نقلیه موجود و هم به عنوان مخلوط های سطح بالا در وسایل نقلیه طراحی شده برای استفاده از سوخت های متانول استفاده می کند.

پیل های سوختی متانول مستقیم در دمای پایین و عملکرد فشار جو منحصر به فرد هستند و به آن ها اجازه می دهند تا اندازه ای بی سابقه کوچک شوند. این ترکیب با ذخیره سازی و جابجایی نسبتاً آسان و بی خطر متانول، ممکن است امکان الکترونیکی مصرفی مجهز به سلول سوختی، مانند رایانه های لپ تاپ و تلفن های همراه را فراهم کند.

متانول همچنین به عنوان سوخت در اجاق های کمپینگ و قایقرانی بسیار استفاده می شود. متانول در مشعل های تحت فشار خوب می سوزد. اجاق های الکلی معمولاً کمی بیشتر از یک فنجان برای نگهداری سوخت نیاز دارند. این عدم پیچیدگی باعث می شود که مسافران بیشتر وقت خود را در بیابان بگذرانند.

متانول یک حلال رایج آزمایشگاهی است. به دلیل قطع کم اشعه ماورا بنفش، به ویژه برای طیف سنجی HPLCکروماتوگرافی مایع با کارایی بالا و UV / VIS بسیار مفید است.

تاکنون بیشترین کاربرد متانول در ساخت سایر مواد شیمیایی است. تقریباً ۴۰ درصد متانول به فرمالدئید تبدیل می شود. سپس برای ساخت سایر محصولات به تنوع پلاستیک، تخته سه لا، رنگ، مواد منفجره و منسوجات پرس دائمی مورد استفاده قرار می گیرد.

سایر مشتقات شیمیایی متانول شامل دی متیل اتر است که جایگزین کلروفلوئورکربن ها به عنوان یک ماده محرک اسپری آئروسل و اسید استیک شده است. دی متیل اتر یا “DME” همچنین می تواند با گاز مایع (LPG) برای گرم کردن و پخت و پز در خانه مخلوط شود، و می تواند به عنوان سوخت حمل و نقل جایگزین دیزل استفاده شود.

استفاده از متانول به عنوان سوخت:

یکی از اشکالات متانول به عنوان سوخت، خوردگی آن در برخی فلزات از جمله آلومینیوم است. متانول، اگرچه اسید ضعیفی است، اما به پوشش اکسیدی حمله می کند که به طور معمول آلومینیوم را از خوردگی محافظت می کند:

CH_۳OH + Al_۲O_۳ → 2Al (OCH_۳)_۳ + 3H_۲O6

نمک های متوکسید حاصل در متانول محلول هستند و در نتیجه سطح آلومینیوم تمیز ایجاد می شود که به راحتی توسط مقداری اکسیژن محلول اکسید می شود. همچنین متانول می تواند به عنوان یک اکسید کننده عمل کند:

CH_۳OH + 2Al → 2Al (OCH_۳)_۳ + 3H_۲O6

این فرآیند متقابل تا زمانی که فلز از بین نرود یا غلظت CH_۳OH ناچیز باشد، به طور موثر سوختگی را تقویت می کند. با استفاده از مواد سازگار با متانول و مواد افزودنی سوختی که به عنوان بازدارنده های خوردگی عمل می کنند، نگرانی های مربوط به خوردگی متانول رفع شده است.

فرق اتانول و متانول چیست؟

کلمات اتانول و الکل قابل تعویض نیستند. به زبان ساده، اتانول تنها نوع الکلی است که برای نوشیدن بی خطر است. به اتانول الکل اتیل یا الکل دانه نیز گفته می شود. این یکی از اعضای گروه بزرگتری از مولکول ها به نام الکل است. تمام اتانول الکل است. همه الکل اتانول نیست.

متانول بسیار قابل اشتعال و سمی هست در حالی که اتانول بسیار قابل اشتعال یا الکل دناتوره شده صنعتی، سمی نیست. متانول یک حلال آزمایشگاهی، افزودنی سوخت و ضد یخ است. مانند انواع دیگر الکل، به راحتی از طریق پوست جذب می شود. اما، متانول به طور خطرناکی سمی است و می تواند باعث آسیب به سیستم عصبی و اندام شود. ایزوپروپیل الکل به عنوان الکل مالش دهنده استفاده می شود و در برخی از محصولات ضد عفونی کننده دست وجود دارد. به سرعت از روی پوست تبخیر شده و احساس خنک سازی ایجاد می کند. ایزوپروپیل الکل به اندازه متانول سمی نیست، بنابراین برای استفاده در پوست مجاز است.

کاربرد متانول در رنگ:

استفاده از متیل هیدرات برای از بین بردن رنگ: هیچ یک از متیل ها، الکل های دناتوره شده یا الکل های مالش تأثیر زیادی بر روی رنگ خشک شده بر پایه روغن نخواهند داشت، اما همگی، در درجات مختلف، رنگ خشک لاتکس را نرم می کنند. برای نوار زدن رنگ با متیل هیدرات، بهتر است حلال چند دقیقه در تماس با رنگ باشد، اما به دلیل تبخیر سریع، انجام این کار دشوار است. یک روش خیساندن پارچه و مالیدن مکرر رنگ است. این ممکن است زمان و حوصله داشته باشد، اما در نهایت موفق خواهید شد. این روش برای شیشه، فلز و چوب رنگ شده مناسب است اما برای پلاستیک مناسب نیست زیرا متیل هیدرات می تواند پلاستیک را نرم کند.

مسمومیت متانول:

در انسان، متانول سمیت بالایی دارد. متانول با دو مکانیسم سمی است. اول، متانول، چه بلعیده شود، چه استنشاق شود و چه از طریق پوست جذب شود، به دلیل خواص مهارکننده CNS مانند روش مسمومیت با اتانول می تواند کشنده باشد. دوم، در یک فرآیند مسمومیت، جایی که از طریق فرمالدئید در فرآیندی که توسط آنزیم الکل دهیدروژناز در کبد آغاز می شود، به اسید فرمیک متابولیزه می شود. واکنش برای تشکیل به طور کامل ادامه می یابد، و هیچ فرمالدئید قابل تشخیصی باقی نمی ماند.

مسمومیت با متانول را می توان با پادزهرهای اتانول یا فومپیزول درمان کرد. هر دوی این داروها برای کاهش عملکرد الکل دهیدروژناز بر روی متانول از طریق مهار رقابتی عمل می کنند بنابراین بیشتر از این که به متابولیت های سمی تبدیل شود، از طریق کلیه ها دفع می شود.

علائم اولیه مسمومیت با متانول شامل افسردگی سیستم عصبی مرکزی، سردرد، سرگیجه، حالت تهوع، عدم هماهنگی، گیجی و با دوزهای کافی زیاد، بیهوشی و مرگ است. علائم اولیه قرار گرفتن در معرض متانول معمولاً کمتر از علائم ناشی از بلع مقدار مشابهی از اتانول است. هنگامی که علائم اولیه از بین رفت، دسته دیگری از علائم، ۱۰ تا ۳۰ ساعت پس از قرار گرفتن در معرض اولیه متانول، شامل تاری یا از بین رفتن کامل بینایی و اسیدوز، ظاهر می شوند. این علائم در نتیجه تجمع سطح سمی فرمات در جریان خون است و ممکن است در اثر نارسایی تنفسی تا حد مرگ پیشرفت کند. مشتقات استر متانول این سمیت را ندارند.