Anders as koolwaterstowwe, het suurstofbevattende organiese stowwe 'n kompleks van atome wat 'n funksionele groep genoem word. Metanol is 'n versadigde alkohol wat 'n hidroksielgroep in sy molekule het. Dit definieer die hoofkenmerke van hierdie verbinding. In ons artikel gaan ons kyk na metodes vir die vervaardiging van metielalkohol, die belangrikste chemiese reaksies en die gebruik van metanol.
Die struktuur van die molekule
Om die struktuur van metielalkohol uit te vind, moet jy onthou watter soort molekule die eenvoudigste versadigde koolwaterstof het - metaan. Dit word uitgedruk as CH4 en bevat een koolstofatoom wat via eenvoudige sigma-bindings aan waterstofatome gebind is.
As een van hulle deur die hidroksielgroep –OH vervang word, kry ons die formule CH3OH. Dit is metanol. Die bindingshoek gekonstrueer deur die rigting van die C-O-H-binding is ongeveer 110⁰, dus het die molekules van monohidriese alkohole 'n hoekvorm. As gevolg van die feit datdie elektronegatiwiteit van suurstof (3,5 eV) is groter as dié van koolstof (2,5 eV), die suurstof-koolstofbinding is baie gepolariseer, en die hidroksogroep speel die rol van 'n substituent wat 'n negatiewe induktiewe effek het. Metanol is dus 'n alkohol waarvan die dipoolmoment 1.69D is.
Nomenklatuur
Kom ons oorweeg drie maniere om die naam van 'n stof met die formule CH3OH te vorm. Histories is dit afgelei van die naam van die koolwaterstofradikaal waaraan die hidroksielgroep geheg het. Die radikaal CH3 is metiel, dus CH3OH word metielalkohol genoem. Volgens die Geneefse nomenklatuur word die agtervoegsel -ol bygevoeg by die naam van die ooreenstemmende koolwaterstof - 'n alkaan. Daar sal na die verbinding verwys word as metanol. Hierdie naam is die algemeenste en word redelik gereeld gebruik. In rasionele nomenklatuur word die verbinding wat ons oorweeg karbinol genoem.
Fisiese eienskappe
Laer alkohole wat tot drie koolstofatome bevat, wat metanol insluit, is vloeistowwe wat in enige verhouding met water meng. Carbinol het 'n uitgesproke alkoholiese reuk, maar is heeltemal ongeskik vir inname, aangesien dit die sterkste neurotoksiese verbinding is. Sy digtheid is minder as eenheid en is 0,791 D420. Die smelt- en kookpunte is onderskeidelik -97.9 ⁰C en +94.5 ⁰C.
Vervaardiging van metanol
Hidrolise van die ooreenstemmende halogeenalkiele in die teenwoordigheid van hidroksiede van aktiewe metale, byvoorbeeld alkali- of aardalkali, en wanneer verhit word -dit is 'n algemene metode om karbinol te verkry. Chloor of broommetaan word as die uitgangsmateriale geneem, die resultaat van die reaksie sal die vervanging van die halogeenatoom met die funksionele groep –OH en die produksie van metanol wees.
Nog 'n metode wat tot die vorming van primêre versadigde alkohole lei, is die vermindering van aldehiede of karboksielsure. Vir hierdie redoksreaksie word sterk reduseermiddels soos natriumboorhidried of litiumaluminiumhidried gebruik. Die beginverbindings is mieresuur of formaldehied. Een van die moderne metodes om karbinol te verkry, is die sintese daarvan uit koolstof, water, waterstof en koolstofmonoksied. Die proses vind plaas by 'n temperatuur van +250 °C, verhoogde druk en in die teenwoordigheid van sink- en koperoksiede as katalisators. Nuut, maar ekonomies geregverdig, is die metode om alkohol te verkry uit mikroskopiese alge van die oseane en seë, waarvan die biomassa regtig groot is. Die plantsubstraat word gefermenteer, die vrygestelde metaan word versamel en verder geoksideer tot metanol. Die groot voordele van biometanolproduksie is die afwesigheid van die behoefte om varswaterreserwes, elektrisiteit te gebruik en die suiwerheid van die tegnologie.
Organometaalsintese
As organiese verbindings met 'n karbonielgroep in die molekules met organomagnesiumverbindings behandel word, kan monohidriese alkohole verkry word. Organometaalreagense word vervaardig deur die interaksie van magnesiummetaalskyfies en broombevattende alkaanderivate in 'n droë diëtieleter. Van miere-aldehied kan hierdie reaksie gebruik word om nie net metanol, waarvan die gebruik beperk is nie, maar ook ander primêre versadigde alkohole te verkry.
Chemiese karakterisering
Carbinol het nie die uitgesproken eienskappe van sure of basisse nie, en 'n waterige oplossing van 'n stof beïnvloed nie aanwysers nie. Tipiese reaksies van metanol is interaksie met aktiewe metale en karboksielsure. In die eerste geval word metaalalkoholate gevorm, in die tweede geval - esters. Byvoorbeeld, natrium verplaas waterstofatome in die funksionele hidroksielgroep van 'n alkohol:
2CH3OH + 2Na=2CH3ONa +H2.
Reaksie tussen metielalkohol en asynsuur lei tot die vorming van metielasetaat, of asynsuurmetielester:
CH3COOH+CH3OH<--(H2SO 4)CH3COOCH3+H2O.
Bogenoemde reaksie word verestering genoem en is van groot praktiese belang.
oksidasie van alkohole
Reaksies van metanol wat tot die produksie van aldehiede lei, kyk na die voorbeeld van die interaksie daarvan met koperoksied. As 'n rooiwarm koperdraad bedek met oksied in 'n metanoloplossing laat sak word, word 'n spesiale onaangename reuk van formaldehied gevoel. En die dowwe oppervlak van die draad word helder en blink as gevolg van die vermindering van suiwer koper.
Dehidrasie
Wanneer dit verhit word en in die teenwoordigheid van higroskopiese stowwe, word deeltjies van alkoholmolekules afgeskeiwater. Onversadigde koolwaterstowwe van die etileenreeks kan in die produkte gevind word. Onder toestande van hoë waterkonsentrasie en by lae temperatuur kan eters verkry word. Dus, dimetieleter kan van metanol verkry word.
Gebruik van metielalkohol
Metielalkohol word gebruik as 'n inhibeerder van hidrate wat in gaspypleidings gevorm word, aangesien die belangrike eienskappe van metanol goeie oplosbaarheid in water en lae vriespunt is. Die hoofvolume metielalkohol word gebruik in die vervaardiging van fenol-formaldehiedharse. Die hoë oktaangetal wat kenmerkend is van karbinol maak dit moontlik om dit as 'n omgewingsvriendelike brandstof vir motors te gebruik. In die verfbedryf word karbinol as 'n oplosmiddel gebruik.
Effekt van metanol op die menslike liggaam
Houtalkohol is absoluut ongeskik vir gebruik as 'n alkoholiese drankie, aangesien dit die sterkste giftige stof is. Sodra dit in die spysverteringskanaal is, begin dit oksideer tot mieresuur en miere-aldehied. Oksidasieprodukte beïnvloed die optiese senuwees en die retina, wat reseptore bevat. Blindheid tree in. Miersuur, wat 'n hoë kumulatiewe kapasiteit het, word deur die bloed na die lewer en niere gedra, wat hierdie lewensbelangrike organe vernietig. As gevolg van metanolvergiftiging vind 'n dodelike uitkoms plaas, aangesien die metodes om die bloed van metaboliete te suiwer ondoeltreffend is.
In ons artikel het ons kennis gemaak met die eienskappe, toepassing enmaniere om metanol te verkry.
