Methanol – Eigenschaften und Verwendung
Methanol ist der einfachste organische Alkohol. Er ist flüssig, brennbar und verdunstet leicht. Dieser im Gegensatz zu seinem nahen Verwandten Ethanol äußerst giftige Stoff löst sich leicht in Wasser und Ether, schlecht hingegen lösen sich Fette und Öle in ihm. In der Natur kommt Methanol in wenigen Pflanzen, und dann auch nur in sehr kleinen Mengen vor. Die Wirkungen auf den Menschen sind vielfältig und bereits in kleinen Dosen gefährlich. Methanol findet größtenteils als Syntheserohstoff in der Chemischen Industrie Anwendung. Ein geringerer Anteil wird auch als Energieträger verwendet.
Methanol (früher Karbinol) ist der einfachste vertreter der Substanzklasser der Alkohole (Methylalkohol, ) und enthält demnach eine Hydroxylgruppe als funktionelle Gruppe.
Entdeckt wurde Methanol bei der Holzdestillation wo er u.a. als Zersetzuingsprodukt entsteht. Methanol wurde deshalb zuerest auch Holzgeist oder auch Holzalkohol genannt. Später erst setzte sich der systematische Name durch.
Eigenschaften:
Das Molekulargewicht des Methanols beträgt 32,04 g/mol. Es ist eine leicht bewegliche, hygroskopische (wasseranziehende), brennbare, farblose Flüssigkeit mit einem brennenden Geschmack. Die Dichte beträgt bei 25 °C 0,787 g/, dementsprechend ist er leichter als Wasser. Die Schmelztemperatur beträgt -98 °C und die Siedetemperatur 64,5 °C. Mit Luft bildet Methanol bei 6,0 - 36,5 Vol-% ein zündfähiges Gemisch. Die Zündtemperatur liegt bei ca. 450 °C. Mit Wasser, Ether und Ethanol ist Methanol beliebig mischbar. Mineralsalze lösen sich gut in Methanol. (z. B. Calciumchlorid (22%), Ammoniumchlorid (3.2%), Ammoniumnitrat (14%), Silbernitrat (4%), Natriumiodid (43%), Kochsalz (1,4%) und Kupfersulfat (13%)). Fette und Öle sind mit Metanol nicht mischbar
Die Verbrennung von Methanol zu Kohlendioxid und Wasser
(Wasserdampf) erfolgt mit einer bläulichen, kaum rußenden Flamme.
Bei tieferen Temperaturen lässt sich Methanol mit Katalysatoren zu Formaldehyd, Methansäure (Ameisensäure) und Kohlensäure oxidieren.
Methanol wird in einer direkten Reaktion aus Wasserstroff und Kohlenmonoxid bzw. Wasserstoff und Kohlendioxid industriell in großem Maße synthetisiert. Dabei werden je nach Verfahren (Hochdruck-, Mitteldruck- oder Niederdruckverfahren) unterschiedliche Metalloxid-Katalysatoren und verschiedene Drücke verwendet.
In der Pflanzenwelt kommt freies Methanol allerdings nur in sehr geringen Mengen vor, z. B. in Baumwollpflanzen, einigen Gräsern und verschiedenen Früchten. Weitaus häufiger findet man in der Natur die Ester aus Methanol und verschuiedenen organischen Säuren (Methylester).
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Modell des Methanol-Moleküls (grau: Kohlenstoff, blau: Sauerstoff, weiß: Wasserstoff)
Physiologische Wirkungen:
MAK (maximale Arbeitsplatz-Konzentration): 250 ppm; BAT (Biologischer Arbeitsstoff-Toleranz Wert): 30 mg pro Liter Harn;Methanol ist stark toxisch . Er kann in Form von Flüssigkeiten und Dämpfen nicht nur über den Mund sondern auch über die Haut aufgenommen werden. Methanol schädigt das Zentralnervensystem , besonders die Sehnerven (Erblindung möglich!).
Mit Verzögerung erfolgt auch die Schädigung von Leber, Herz, Nieren und anderen Organen. Die Vergiftung ist durch die Aufnahme mit dem Mund am größten. Das Einatmen der Dämpfe und Resorbieren über die Haut ist mindergefährlich. Vergiftungserscheinungen sind unter anderem: Bauchkrämpfe, Übelkeit, Schwindel, Rausch, Kopfschmerzen, Erbrechen, leichte Narkosen, Schwächeanfälle, Atemstillstand, Bewusstlosigkeit und später auch Sehstörungen und Augenschmerzen. Obwohl schon Todesfälle bei einer Einnahme von 5 ml bekannt sind, wird die tödliche Dosis doch auf ca. 20-70 ml geschätzt. Die hohe Giftigkeit wird dadurch begründet, dass Methanol im Organismus nicht vollständig oxidiert wird, sondern zu den ebenfalls giftigen Substanzen Formaldehyd und später Ameisensäure wird. Durch Formaldehyd werden im Körper Eiweiße ausgefällt. Da die Ameisensäure schlecht abbaubar ist, kann es zu schweren Azidosen (Störungen des Säure-Base-Haushaltes im Blut) kommen.
Verwendung:
Methanol dient als Lösungsmittel für Farbstoffe, Harze, Lacke, Firnisse und anorganische Salze. Es wird für die Spektroskopie in chemischen Laboratorien verwendet. Es dient ebenfalls als Extraktionsmittel in der Erdölindustrie, als Zusatzmittel bei der Azeotropdestillation (z. B. bei der Herstellung von Toluol und Butandien) und zur Synthesegasreinigung (z. B. Erdgas). In vielen Industriezweigen hat Methanol als Weichmachungs-, Reinigungs-, und Verdünnungsmittel große Bedeutung, ebenfalls als Gefrierschutz-, Methylierungs- und Vergällungsmittel.
Methanol wird weiterhin als Ersatzbrennstoff, Treibstoff und in Kühlmaschinen (Kälteübertragungsmittel) verwendet. Für die chemische Industrie ist Methanol vor allem der Ausgangsstoff zur Herstellung von Formaldehyd, Methylhalogeniden, Methylaminen und Lösungsmitteln.
