Methanol - zat apakah ini? Properti, produksi dan penggunaan metanol

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 05:30

Tidak seperti hidrokarbon, zat organik yang mengandung oksigen memiliki kompleks atom yang disebut gugus fungsi. Metanol adalah alkohol jenuh yang memiliki gugus hidroksil dalam molekulnya. Ini mendefinisikan karakteristik utama dari senyawa ini. Dalam artikel kami, kami akan melihat metode untuk memproduksi metil alkohol, reaksi kimia yang paling penting dan penggunaan metanol.

Struktur molekul

Untuk mengetahui struktur metil alkohol, Anda perlu mengingat jenis molekul yang memiliki hidrokarbon jenuh paling sederhana - metana. Ini dinyatakan sebagai CH₄ dan mengandung satu atom karbon yang terikat melalui ikatan sigma sederhana dengan atom hidrogen.

Jika salah satunya diganti dengan gugus hidroksil –OH, kita mendapatkan rumus CH₃OH. Ini metanol. Sudut ikatan yang dibentuk oleh arah ikatan C-O-H kira-kira 110⁰, sehingga molekul alkohol monohidrat memiliki bentuk sudut. Berkat kenyataan bahwaelektronegativitas oksigen (3,5 eV) lebih besar daripada karbon (2,5 eV), ikatan oksigen-karbon sangat terpolarisasi, dan gugus hidrokso berperan sebagai substituen yang memiliki efek induktif negatif. Jadi, metanol adalah alkohol yang momen dipolnya adalah 1,69D.

Nomenklatur

Mari kita perhatikan tiga cara membentuk nama zat dengan rumus CH₃OH. Secara historis, ini berasal dari nama radikal hidrokarbon yang dilekati oleh gugus hidroksil. Radikal CH₃ adalah metil, sehingga CH₃OH disebut metil alkohol. Menurut tata nama Jenewa, akhiran -ol ditambahkan ke nama hidrokarbon yang sesuai - alkana. Senyawa tersebut akan disebut sebagai metanol. Nama ini adalah yang paling umum dan cukup sering digunakan. Dalam tata nama rasional, senyawa yang kita pertimbangkan disebut karbinol.

Sifat fisik

Alkohol rendah yang mengandung hingga tiga atom karbon, termasuk metanol, adalah cairan yang bercampur dengan air dalam perbandingan berapa pun. Carbinol memiliki bau alkohol yang nyata, tetapi sama sekali tidak cocok untuk dikonsumsi, karena merupakan senyawa neurotoksik terkuat. Kepadatannya kurang dari satu dan 0,791 D₄²⁰. Titik leleh dan titik didih masing-masing adalah -97,9 C dan +94,5 C.

Produksi metanol

Hidrolisis haloalkil yang sesuai dengan adanya hidroksida logam aktif, misalnya, alkali atau alkali tanah, dan ketika dipanaskan -ini adalah metode umum untuk mendapatkan karbinol. Klorin atau bromometana diambil sebagai bahan awal, hasil reaksi berupa penggantian atom halogen dengan gugus fungsi –OH dan produksi metanol.

Metode lain yang mengarah pada pembentukan alkohol jenuh primer adalah reduksi aldehida atau asam karboksilat. Untuk reaksi redoks ini, digunakan zat pereduksi kuat seperti natrium borohidrida atau litium aluminium hidrida. Senyawa awal adalah asam format atau formaldehida. Salah satu metode modern untuk memperoleh karbinol adalah sintesisnya dari karbon, air, hidrogen dan karbon monoksida. Proses berlangsung pada suhu +250 °C, tekanan tinggi dan dengan adanya seng dan tembaga oksida sebagai katalis. Baru, tetapi dibenarkan secara ekonomi, adalah metode untuk memperoleh alkohol dari ganggang mikroskopis di lautan dan lautan, yang biomassanya sangat besar. Substrat tanaman difermentasi, metana yang dibebaskan dikumpulkan dan selanjutnya dioksidasi menjadi metanol. Keuntungan besar dari produksi biomethanol adalah tidak perlunya menggunakan cadangan air bersih, listrik dan kemurnian teknologi.

Sintesis organologam

Jika senyawa organik dengan gugus karbonil dalam molekul diperlakukan dengan senyawa organomagnesium, alkohol monohidrat dapat diperoleh. Reagen organologam diproduksi oleh interaksi serpihan logam magnesium dan turunan alkana yang mengandung bromin dalam dietil kering.eter. Dari aldehida format, reaksi ini dapat digunakan untuk memperoleh tidak hanya metanol, yang penggunaannya terbatas, tetapi juga alkohol jenuh primer lainnya.

Karakterisasi Kimia

Carbinol tidak memiliki sifat asam atau basa yang diucapkan, apalagi, larutan berair suatu zat tidak mempengaruhi indikator. Reaksi khas metanol adalah interaksi dengan logam aktif dan asam karboksilat. Dalam kasus pertama, alkoholat logam terbentuk, dalam ester kedua. Misalnya, natrium menggantikan atom hidrogen dalam gugus hidroksil fungsional alkohol:

2CH₃OH + 2Na=2CH₃ONa +H₂.

Reaksi antara metil alkohol dan asam asetat mengarah pada pembentukan metil asetat, atau metil ester asam asetat:

CH₃COOH+CH₃OH<--(H₂SO 4_)CH3_COOCH3_+H2_O.

Reaksi di atas disebut esterifikasi dan sangat penting secara praktis.

Oksidasi alkohol

Reaksi metanol yang mengarah pada produksi aldehida, perhatikan contoh interaksinya dengan oksida tembaga. Jika kawat tembaga merah-panas yang dilapisi dengan oksida diturunkan ke dalam larutan metanol, maka bau formaldehida yang tidak menyenangkan akan terasa. Dan permukaan kawat yang kusam menjadi cerah dan mengkilat karena reduksi tembaga murni.

Dehidrasi

Saat dipanaskan dan dengan adanya zat higroskopis, partikel dipisahkan dari molekul alkoholair. Hidrokarbon tak jenuh dari seri etilen dapat ditemukan dalam produk. Dalam kondisi konsentrasi air yang tinggi dan pada suhu rendah, eter dapat diperoleh. Jadi, dimetil eter dapat diperoleh dari metanol.

Penggunaan metil alkohol

Metil alkohol digunakan sebagai penghambat hidrat yang terbentuk dalam pipa gas, karena sifat penting metanol adalah kelarutan yang baik dalam air dan titik beku yang rendah. Volume utama metil alkohol digunakan dalam produksi resin fenol-formaldehida. Karakteristik angka oktan yang tinggi dari karbinol memungkinkan untuk digunakan sebagai bahan bakar mobil yang ramah lingkungan. Dalam industri cat, karbinol digunakan sebagai pelarut.

Pengaruh metanol pada tubuh manusia

Alkohol kayu sama sekali tidak cocok untuk digunakan sebagai minuman beralkohol, karena merupakan zat beracun yang paling kuat. Begitu berada di saluran pencernaan, ia mulai teroksidasi menjadi asam format dan aldehida format. Produk oksidasi mempengaruhi saraf optik dan retina, yang mengandung reseptor. Kebutaan terjadi. Asam format, yang memiliki kapasitas kumulatif yang tinggi, dibawa oleh darah ke hati dan ginjal, menghancurkan organ-organ vital ini. Akibat keracunan metanol, hasil yang fatal terjadi, karena metode pemurnian darah dari metabolit tidak efektif.