Was ist Methanol?
Methanol ist ein Alkohol mit der einfachsten Struktur.
Er ist auch als Methylalkohol, Holzgeist oder Karbinol bekannt. Es wird hauptsächlich aus Erdgas oder Kohlegas in mehreren Produktionsprozessen bei hohen Temperaturen und Druck hergestellt.
Methanol hat den niedrigsten Flammpunkt und den niedrigsten Siedepunkt aller Alkohole. Daher muss es mit großer Vorsicht gehandhabt werden.
Anwendungen von Methanol
Methanol ist ein Grundrohstoff für Chemikalien und Farben. Es wird als synthetischer Grundstoff für Essigsäure und Formaldehyd sowie für Phenolharze und Klebstoffe verwendet. Darüber hinaus kann Methanol auch in großem Umfang als Lösungsmittel bei allen chemischen Reaktionen eingesetzt werden.
In den letzten Jahren hat seine Verwendung in energiebezogenen Anwendungen Aufmerksamkeit erregt, und es wird als Rohstoff für Benzinadditive und Biodieselkraftstoff sowie als Wasserstoffquelle für Brennstoffzellen verwendet.
Eigenschaften von Methanol
Methanol ist eine farblose, transparente Flüssigkeit mit einem charakteristischen, stechenden Geruch. Es hat einen Schmelzpunkt von -97 °C und einen Siedepunkt von 64,7 °C. Es ist in vielen Lösungsmitteln löslich, darunter Wasser, Ethanol, Benzol und Ether.
Methanol ist leicht entzündlich. Es ist auch sehr flüchtig und explodiert, wenn ein Behälter mit Methanol direkt auf ein Feuer gestellt wird. Methanolflammen haben eine hellblaue Farbe und sind vor allem tagsüber schwer zu erkennen.
Die geschätzte tödliche Mindestdosis einer Methanol-Vergiftung beim Menschen liegt bei etwa 0,3-1,0 g/kg. Methanol-Vergiftungen können durch absichtliche Einnahme, versehentliche Einnahme, Einatmen bei der Handhabung und Hautkontakt mit großen Mengen auftreten. Blindheit aufgrund einer Schädigung der Netzhaut des Auges ist ein bekanntes Symptom einer Methanol-Vergiftung.
Methanol hat die einfachste Molekularstruktur aller Alkohole. Seine spezifische Formel ist CH3OH, sein Molekulargewicht ist 32,04 und seine Dichte beträgt 0,7918 g/cm3.
Weitere Informationen zu Methanol
1. Verfahren zur Herstellung von Methanol
Die modernen industriellen Verfahren zur Herstellung von Methanol basieren aus Kostengründen hauptsächlich auf der Produktion aus Erdgas. Methanol wird durch die Reaktion von Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) bei 50-100 atm und 240-260 °C unter Verwendung von Kupferoxid-Zinkoxid-Aluminiumoxid-Verbundoxiden als Katalysatoren hergestellt. Kohlenmonoxid kann durch partielle Oxidation von Kohle oder Erdgas gewonnen werden.
Methanol kann auch durch Destillation einer aus Holz gewonnenen Essiglösung gewonnen werden. Es kann auch durch Fermentation mit Methanol-produzierenden Bakterien gewonnen werden. Methanol kann auch als Nebenprodukt gewonnen werden. Insbesondere entsteht es bei der Gärung von Pektin, einem Hauptbestandteil der Zellwände bei der Herstellung von Wein und anderen alkoholischen Getränken auf Pflanzenbasis.
2. Methanol-Reaktionen
Bei der Verbrennung von Methanol entstehen Kohlendioxid und Wasser. In Reaktion mit erhitztem Kupfer (Cu) wird Methanol zu Formaldehyd (HCHO) oxidiert.
Methanol ist jedoch eine für den menschlichen Körper giftige Chemikalie, da bei seinem Stoffwechsel große Mengen an Ameisensäure entstehen, die zu Erblindung und metabolischer Azidose führen kann. Bei der Reaktion von Methanol mit Natrium (Na) entstehen außerdem Natriummethoxid (CH3ONa) und Wasserstoff (H2).
3. Kraftstoffreformierung mit Methanol
Durch Erhitzen von Methanol entsteht ein Synthesegas aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Die erforderliche Temperatur liegt bei etwa 300-400 °C und die Abwärme des Motors kann genutzt werden. Die Verbrennungsreaktion von Methanol ist endotherm, so dass der Scheinenergiegehalt des Kraftstoffs steigt und der thermische Wirkungsgrad höher ist. Der Oktanwert der zersetzten Gase ist extrem hoch, und es können Motoren mit einem thermischen Wirkungsgrad von fast 40 % realisiert werden.
Methanol kann auch als Brennstoff für Wasserstoff-Brennstoffzellen verwendet werden. Diese sind energieeffizienter als Direkt-Methanol-Brennstoffzellen (DMFC). Andere platinbasierte Brennstoffzellen als SOFCs und MCFCs werden jedoch durch Kohlenmonoxid vergiftet, das gründlich entfernt werden muss.