على عكس الهيدروكربونات ، تحتوي المواد العضوية المحتوية على الأكسجين على مجموعة من الذرات تسمى المجموعة الوظيفية. الميثانول عبارة عن كحول مشبع يحتوي على مجموعة هيدروكسيل في جزيئه. يحدد الخصائص الرئيسية لهذا المركب. في مقالتنا سنلقي نظرة على طرق إنتاج كحول الميثيل وأهم التفاعلات الكيميائية واستخدام الميثانول.
هيكل الجزيء
من أجل معرفة بنية كحول الميثيل ، عليك أن تتذكر نوع الجزيء الذي يحتوي على أبسط الهيدروكربون المشبع - الميثان. يتم التعبير عنه كـ CH4ويحتوي على ذرة كربون واحدة مرتبطة عبر روابط سيجما البسيطة لذرات الهيدروجين.
إذا تم استبدال أحدهم بمجموعة الهيدروكسيل –OH ، نحصل على الصيغة CH3OH. إنه ميثانول. تبلغ زاوية الرابطة التي تم إنشاؤها بواسطة اتجاه رابطة C-O-H حوالي 110 درجة ، وبالتالي فإن جزيئات الكحولات أحادية الماء لها شكل زاوي. نظرا لحقيقة أنتكون السالبية الكهربية للأكسجين (3.5 فولت) أكبر من تلك للكربون (2.5 فولت) ، رابطة الأكسجين-الكربون مستقطبة للغاية ، ومجموعة الهيدروكسو تلعب دور البديل الذي له تأثير استقرائي سلبي. وبالتالي ، فإن الميثانول عبارة عن كحول تبلغ عزمه ثنائي القطب 1.69D.
التسمية
دعونا نفكر في ثلاث طرق لتشكيل اسم مادة باستخدام الصيغة CH3OH. تاريخيا ، مشتق من اسم الجذر الهيدروكربوني الذي ارتبطت به مجموعة الهيدروكسيل. الراديكالية CH3هي الميثيل ، لذا فإن CH3OH تسمى كحول الميثيل. وفقًا لتسمية جنيف ، تتم إضافة اللاحقة -ol إلى اسم الهيدروكربون المقابل - ألكان. سيشار إلى المركب باسم الميثانول. هذا الاسم هو الأكثر شيوعًا ويستخدم كثيرًا. في التسمية المنطقية ، يسمى المركب الذي ندرسه كاربينول.
الخصائص الفيزيائية
الكحولات السفلية التي تحتوي على ما يصل إلى ثلاث ذرات كربون ، والتي تشمل الميثانول ، هي سوائل تختلط بالماء بأي نسب. يحتوي الكاربينول على رائحة كحولية واضحة ، ولكنه غير مناسب تمامًا للابتلاع ، لأنه أقوى مركب عصبي. كثافته أقل من الوحدة وهي 0.791 D420. نقاط الانصهار والغليان هي -97.9 درجة مئوية و +94.5 درجة مئوية على التوالي.
إنتاج الميثانول
التحلل المائي للهالوكيلات المقابلة في وجود هيدروكسيدات المعادن النشطة ، على سبيل المثال ، القلوية أو الأرض القلوية ، وعند التسخين -هذه طريقة شائعة للحصول على الكاربينول. يتم أخذ الكلور أو البرومو ميثان كمواد أولية ، وتكون نتيجة التفاعل هي استبدال ذرة الهالوجين بالمجموعة الوظيفية - OH وإنتاج الميثانول.
طريقة أخرى تؤدي إلى تكوين الكحولات المشبعة الأولية وهي تقليل الألدهيدات أو الأحماض الكربوكسيلية. لتفاعل الأكسدة والاختزال هذا ، يتم استخدام عوامل اختزال قوية مثل بوروهيدريد الصوديوم أو هيدريد الألومنيوم الليثيوم. مركبات البدء هي حمض الفورميك أو الفورمالديهايد. تتمثل إحدى الطرق الحديثة للحصول على الكاربينول في تركيبه من الكربون والماء والهيدروجين وأول أكسيد الكربون. تتم العملية عند درجة حرارة +250 درجة مئوية ، وضغط مرتفع وفي وجود أكاسيد الزنك والنحاس كمحفزات. الطريقة الجديدة ، ولكن المبررة اقتصاديًا ، هي طريقة الحصول على الكحول من الطحالب المجهرية للمحيطات والبحار ، والتي تعد كتلتها الحيوية ضخمة حقًا. يتم تخمير الطبقة السفلية للنبات ، ويتم جمع الميثان المحرر وأكسدته إلى ميثانول. تتمثل المزايا الكبيرة لإنتاج الميثانول الحيوي في عدم الحاجة إلى استخدام احتياطيات المياه العذبة والكهرباء ونقاء التكنولوجيا.
التوليف العضوي المعدني
إذا تمت معالجة المركبات العضوية مع مجموعة الكربونيل في الجزيئات بمركبات المغنيسيوم العضوي ، فيمكن الحصول على كحول أحادي الهيدرات. يتم إنتاج الكواشف الفلزية العضوية عن طريق تفاعل رقائق معدن المغنيسيوم ومشتقات الألكان المحتوية على البروم في ثنائي إيثيل جافالأثير. من الفورميك ألدهيد ، يمكن استخدام هذا التفاعل ليس فقط للحصول على الميثانول ، والذي يكون استخدامه محدودًا ، ولكن أيضًا للحصول على كحول أولي مشبع آخر.
التوصيف الكيميائي
لا يحتوي Carbinol على خصائص واضحة للأحماض أو القواعد ، علاوة على ذلك ، لا يؤثر المحلول المائي لمادة ما على المؤشرات. التفاعلات النموذجية للميثانول هي التفاعل مع المعادن النشطة والأحماض الكربوكسيلية. في الحالة الأولى ، تتشكل الكحولات المعدنية ، في الحالة الثانية - الإسترات. على سبيل المثال ، يزيح الصوديوم ذرات الهيدروجين في مجموعة الهيدروكسيل الوظيفية للكحول:
2CH3OH + 2Na=2CH3ONa + H2.
يؤدي التفاعل بين كحول الميثيل وحمض الخليك إلى تكوين أسيتات الميثيل ، أو إستر ميثيل حمض الأسيتيك:
CH3COOH + CH3OH< - (H2SO 4 ) CH3COOCH3+ H2O.
رد الفعل أعلاه يسمى الأسترة وهو ذو أهمية عملية كبيرة.
أكسدة الكحول
تفاعلات الميثانول التي تؤدي إلى إنتاج الألدهيدات ، ضع في اعتبارك مثال تفاعله مع أكسيد النحاس. إذا تم تخفيض سلك نحاسي ساخن أحمر مغطى بأكسيد إلى محلول ميثانول ، فسيتم الشعور برائحة كريهة خاصة من الفورمالديهايد. ويصبح السطح الباهت للسلك لامعًا ولامعًا بسبب تقليل النحاس النقي.
الجفاف
عند تسخينها وبوجود مواد استرطابية ، تنفصل الجزيئات عن جزيئات الكحولماء. يمكن العثور على الهيدروكربونات غير المشبعة من سلسلة الإيثيلين في المنتجات. يمكن الحصول على الإيثرات في ظل ظروف تركيز الماء العالي ودرجات الحرارة المنخفضة. لذلك ، يمكن الحصول على ثنائي ميثيل الأثير من الميثانول.
استخدام كحول الميثيل
يستخدم كحول الميثيل كمثبط للهيدرات المتكونة في خطوط أنابيب الغاز ، لأن الخصائص المهمة للميثانول هي قابلية الذوبان الجيدة في الماء ونقطة التجمد المنخفضة. يستخدم الحجم الرئيسي لكحول الميثيل في إنتاج راتنجات الفينول فورمالديهايد. يجعل رقم الأوكتان المرتفع المميز للكاربينول من الممكن استخدامه كوقود صديق للبيئة للسيارات. في صناعة الطلاء ، يستخدم الكاربينول كمذيب.
تأثير الميثانول على جسم الإنسان
كحول الخشب غير مناسب على الإطلاق للاستخدام كمشروب كحولي ، لأنه أقوى مادة سامة. بمجرد دخوله إلى الجهاز الهضمي ، يبدأ في التأكسد إلى حمض الفورميك والألدهيد الفورميك. تؤثر منتجات الأكسدة على العصب البصري وشبكية العين التي تحتوي على مستقبلات. يبدأ العمى. يحمل حمض الفورميك ، الذي يتمتع بقدرة تراكمية عالية ، عن طريق الدم إلى الكبد والكلى ، مما يؤدي إلى تدمير هذه الأعضاء الحيوية. نتيجة التسمم بالميثانول ، تحدث نتيجة مميتة ، لأن طرق تنقية الدم من المستقلبات غير فعالة.
في مقالتنا ، تعرفنا على الخصائص والتطبيق وطرق الحصول على الميثانول.
