застосування метанолу
Метиловий спирт застосовується дуже широко. Найбільша його кількість іде на виробництво формальдегіду, який використовується для виготовлення карбамідних, меламінових і фенолформальдегідних смол. Значні кількості CH3OH використовують у лакофарбовій промисловості для виготовлення розчинників при виробництві лаків.24 лип. 2019 р.
Яка доза метанолу вважається смертельною?
Смертельна доза — 0,5–1 мл/кг м. т. 1. Основні симптоми отруєння: спочатку, доки не метаболізується, метанол, подібно як етанол, викликає пригнічення ЦНС та симптоми сп'яніння.
Як розрізнити етанол та метанол?
Метанол – рідина без кольору, з різким запахом добре розчинна у воді в будь-яких співвідношеннях, отруйна. Етанол - рідина без кольору, з різким запахом добре розчинна у воді в будь-яких співвідношеннях, отруйна.
Де використовують спирт?
Економічне значення та напрями використання спиртів
- проміжні продукти для основного органічного синтезу;
- застосування як палива;
- виробництво розчинників;
- виробництво синтетичних миючих засобів, парфумерії та косметики;
- використання в харчовій і фармацевтичній промисловості.
§ 33. Застосування метанолу, етанолу та гліцеролу. Отруйність метанолу та етанолу. Згубна дія алкоголю на організм людини
Застосування метанолу, етанолу та гліцеролу зумовлене комплексом їхніх фізичних і хімічних властивостей. Метанол використовують як розчинник, у виробництві пластмас. Його застосовують як добавку до рідкого палива для двигунів внутрішнього згоряння та як паливо для високофорсованих двигунів цього типу, у виробництві біодизельного палива тощо.
Цікаво і пізнавально
Економіка метанолу - гіпотетична енергетична економіка майбутнього, за якої викопне паливо буде замінено метанолом (рис. 33.1). Ця економіка є альтернативою моделей економік, що ґрунтуються на використанні водню й етанолу. У 2005 році лауреат Нобелівської премії Джордж Ола опублікував свою книгу «Oil and Gas: The Methanol Economy» 1 , у якій обговорив шанси та можливості економіки метанолу. У книжці він навів аргументи проти водневої моделі й окреслив можливість синтезу метанолу з вуглекислого газу або метану.
1 «Нафта та газ: Економіка метанолу».

Рис. 33.1. Автомобіль Mercedes Benz Necar-3 із силовою установкою на прямому метанольному паливному елементі. 2006 рік

Увага! Метанол - дуже отруйна речовина, що вражає нервову й судинну системи людини. Потрапляння в організм людини метанолу об’ємом близько 10 мл може призвести до важкого отруєння, до сліпоти; потрапляння метанолу об’ємом 25-30 мл - до смерті.
Етанол - добрий розчинник багатьох речовин і водночас консервант, тому входить до складу різноманітних спиртових розчинів, настойок, екстрактів з рослинної сировини, одеколонів, лосьйонів, дезодорантів тощо (рис. 33.2).

Рис. 33.2. Етанол - універсальний розчинник - розчинить усе, або майже все.
• Пригадайте, яку речовину вважають найпоширенішим і найуніверсальнішим розчинником.
Етанол - летка речовина й легко випаровується. Тож його водний розчин використовують для розтирання під час лихоманки, щоб знизити температуру тіла недужого. Етанол подразнює шкірний покрив, тому спиртовий компрес сприяє розширенню судин і забезпечує приплив крові в області запалення (поміркуйте й поясніть, чому ці медичні маніпуляції можна виконувати лише за призначенням лікаря або лікарки).
Етанол - ефективний консервант не лише для рослинної сировини, у ньому зберігають найрізноманітніші біологічні препарати. Як консервант біологічних препаратів використовують і гліцерол. Ця речовина дуже гігроскопічна, інтенсивно вбирає вологу. Тому гліцерол глибоко проникає всередину тканин і запобігає їхньому висиханню. Показник заломлення гліцеролу такий, що біологічні препарати виглядають дуже прозорими - це поліпшує наочність зразків (рис. 33.3).

Рис. 33.3. Біологічні препарати, законсервовані з використанням етанолу (1) і гліцеролу (2), вирізняються наочністю
Прозорість властива й тим сортам туалетного мила, у яких масова частка гліцеролу становить 8-15 % (рис. 33.4). Таке мило та інші косметичні засоби з гліцеролом добре зволожують шкіру. Побутує думка, що через гігроскопічність гліцерол може спричинити зневоднення й висушування шкірного покриву. Однак це стосується лише препаратів з масовою часткою гліцеролу понад 40 %. Гліцерол є важливим складником зубних паст, медичних і парфумерних мазей, гелів, кремів для взуття тощо - запобігає їхньому висиханню.

Рис. 33.4. Мило з гліцеролом: милує око, зм’якшує шкіру
Здатність гліцеролу розчиняти різноманітні речовини дуже важлива. Його використовують для виготовлення висококонцентрованих медичних розчинів, вибавляння плям від чаю, кави, молока, чорнила. Нетоксичність, солодкий смак (γλυκός - грец. солодкий), висока в’язкість, здатність утримувати вологу зумовили використання гліцеролу у виробництві лікерів, шоколаду, морозива, желе, гірчиці, хлібобулочних і макаронних виробів, екстрактів кави, чаю, імбиру тощо.
Отруйність етанолу, його згубна дія на організм людини вам відома з курсу основ здоров’я та біології. Розгляньмо це питання докладніше. Смертельна доза етанолу становить від 4 до 12 г на кілограм маси тіла людини. Проте небезпечність уживання етанолу, алкогольних напоїв і їхніх сурогатів важко переоцінити. Унаслідок гострої алкогольної інтоксикації пригнічується діяльність центральної нервової системи (ви вивчали це в курсі біології у 8 класі), зокрема дихального центру.
Хронічне отруєння організму алкоголем, ефект звикання до цього наркотику - складна медична та соціальна проблема. В організмі людини немає жодного органа, який би не потерпав від алкогольної інтоксикації, однак найсильніше етанол уражає мозок. Зламані долі, зруйновані родини, деградація особистості, соціальне сирітство (рис. 33.5), смерті й каліцтва в автомобільних аваріях та на виробництві, вроджені вади розвитку в дітей.

Рис. 33.5. В усі часи вживання алкогольних напоїв призводило до прикрих наслідків. 1. Картина Марії Приймаченко «П’яниця. Сам п’ю, сам гуляю, сам стелюся, сам лягаю. Прогнав жінку і діток - сам голодний, як бузок». 1992 р. Фото О. Васьковської. 2. Картина Пабло Пікассо «П’яниця, яка спить». 1902 р.
Сумний перелік наслідків уживання алкогольних напоїв задовгий для одного параграфа підручника. Кожен з вас не лише має усвідомити негативний уплив уживання як міцних, так і слабоалкогольних напоїв на здоров’я людини. Найголовніше - знайти в собі сили, виявити характер, щоб рішуче відмовитися від небезпечних пропозицій, не спокуситися скуштувати алкогольні напої. Необхідно зробити свідомий вибір на користь здорового способу життя, міцної родини, здорового й щасливого сьогодення та майбуття.
На прикладі етанолу ви пересвідчилися, що корисність чи шкідливість речовин залежить насамперед від того, для чого й у який спосіб їх використовує людина. Підтвердження цього ви зможете знайти в наступних параграфах підручника.
ПРО ГОЛОВНЕ
• Метанол та етанол - вогненебезпечні отруйні речовини.
• Хронічне отруєння організму алкоголем, ефект звикання до нього - складна медична та соціальна проблема.
• Корисність чи шкідливість речовин залежить насамперед від того, для чого й у який спосіб їх використовує людина.
Перевірте себе
1. Які галузі застосування метанолу? Етанолу? Гліцеролу? 2. Чим небезпечне вживання алкогольних напоїв?
Застосуйте свої знання й уміння
3. Обґрунтуйте застосування метанолу, етанолу та гліцеролу їхніми властивостями. 4. Дізнайтеся, які речовини використовують як харчові добавки Е 422 та Е 1510. Поясніть, які їхні властивості зумовили це. 5. Дев’ятикласник Роман стверджував, що етанол - один з продуктів обміну речовин в організмі людини, а тому ця речовина нешкідлива. Його однокласниця Людмила заперечувала - етанол є легальним наркотичним засобом. А як уважаєте ви? Обґрунтуйте свою позицію. 6. З віком уміст вологи в епідермісі зменшується. Природна мінеральна вода «Юзя» з трускавецького курорту містить гліцерол. Як ви вважаєте, чи мають підстави легенди про «омолоджувальну» дію цієї води? Чому? 7. Батько Сергія й Аліни - біолог, вивчає плазунів. Підлітки не змогли дійти згоди, що саме подарувати татові на день народження. Олег стверджував, що найліпший подарунок для справжнього чоловіка - міцний напій, приміром - сувенірна пляшка із заспиртованою змією або саламандрою. Аліна заперечувала: радше подарувати фотоальбом із зображеннями цих тварин у природних умовах. Які аргументи, на вашу думку, мала б навести Аліна, щоб переконати брата в хибності його пропозиції? 8. Прочитайте уривок з літературного твору: «На військовому кладовищі на одному з білих хрестів є напис: “Ласло Гаргань”. Там спить вічним сном гонвед, який під час грабування гімназійних колекцій випив увесь денатурат з посудини, де були заспиртовані різні плазуни. Світова війна винищувала людське покоління навіть настоянкою з гадів» (Ярослав Гашек. Пригоди бравого вояка Швейка). Поясніть, що таке денатурат. Назвіть причини, які могли призвести до безславної загибелі піхотинця угорської армії. 9. Порівняйте властивості метанолу й етанолу й висловіть припущення: а) чому етанол, денатурований метанолом, важко відрізнити від чистого етанолу і до чого це може призвести; б) чому етанол використовують як антидот (протиотруту) у випадках отруєння метанолом. 10. З огляду на вивчені вами властивості метанолу складіть список гіпотетичних недоліків, притаманних «Економіці метанолу», про яку йшлося в параграфі.
Творча майстерня
11. а) Етанол - це шкідлива чи корисна речовина? Розробіть рекламу та антирекламу для цього спирту; б) дізнайтеся з додаткових джерел інформації, що таке інфографіка. Створіть одну з інфографік - «Спирти», «Метанол», «Етанол», «Гліцерол», «Алкоголізм», «Пиятика». Презентуйте плоди своєї праці перед однокласниками й однокласницями, молодшими школярами та школярками, батьками тощо.
Дізнайтеся більше
- https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%86%D0%BD%D1%84%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D1%96%D0%BA%D0%B0
- http://infographer.ru/vsyo-taki-chto-zhe-takoe-infografika/
- https://www.youtube.com/watch?v=T1BHCeAf35c
- https://www.youtube.com/watch?v=_RnIBtMTwdE
- https://www.youtube.com/watch?v=kln-9c79eSs
- https://www.youtube.com/watch?v=DpFDYLEHtI8
Економіка метанолу
Економіка метанолу - гіпотетична енергетична економіка майбутнього, при якій викопне паливо буде замінено метанолом. Ця економіка є альтернативою існуючих моделей водню і етанолу ( Біопаливо ). У 2005 році лауреат Нобелівської премії Джордж Ола (George Andrew Olah) опублікував свою книгу Oil and Gas: The Methanol Economy ", в якій обговорив шанси і можливості економіки метанолу . У книзі він надає аргументи проти водневої моделі і позначає можливість синтезу метанолу з вуглекислого газу (CO 2 ) або метану .
Зміст
Метанол, його властивості [ ред. | ред. код ]
Метанол (метиловий спирт, деревний спирт, карбінол, метілгідрат, гідроксид метилу) - CH 3 OH, найпростіший одноатомний спирт, безбарвна отруйна речовина.
З повітрям утворює вибухонебезпечні суміші (температура спалаху 11 ° C). Метанол - нервово-судинна отрута, яка здатна тривалий час утримуватися в організмі людини.
Виробництво метанолу [ ред. | ред. код ]
До 1960-х років метанол синтезували тільки на цинкохромовому каталізаторі при температурі 300-400 ° C і тиску 25-40 МПа (= 250-400 Бар = 254,9-407,9 кгс / см²). Згодом поширення набув синтез метанолу на мідьовмістких каталізаторах (мідьоцинкалюмохромовому, мідь-цінкалюмінієвому або ін.) При 200-300 ° C і тиску 4-15 МПа (= 40-150 Бар = 40,79-153 кгс / см²).
До промислового освоєння каталітичного способу отримання метанол отримували при сухій перегонці дерева (звідси його назва «деревний спирт»). В даний час цей спосіб має другорядне значення.
Також відомі схеми використання з цією метою відходів нафтопереробки, вугілля, що коксується.
Сьогодні метанол в основному синтезується з природного газу . В ідеалі в цьому процесі може використовуватися вуглекислий газ з атмосфери і відновлювана енергія . Таким чином виробництво метанолу буде частиною нейтрального кругообігу. У перспективі закінчення запасів викопних енергоносіїв цей шлях є єдиним для отримання вуглекислого газу [ джерело не вказано 3847 днів ] . Він пропонує абсорбцію вуглекислого газу з атмосфери за допомогою відповідних носіїв, з яких можна потім отримати цей газ в концентрованій формі. Гідроксид калію і карбонат кальцію пропонуються як можливі, але не ідеальні речовини (через накладного вилучення з них вуглекислого газу). По всій видимості для цього повинні бути розроблені поліпшені матеріали (етаноламіни). Через малу кількість концентрації вуглекислого газу в атмосфері, цей спосіб сьогодні найдорожчий.
Як альтернатива можуть використовуватися вихлопні гази, що виділяються тепловими електростанціями (15% концентрація CO 2). Цей спосіб може застосовуватися до тих пір, поки викопні енергоносії будуть використовуватися в теплових електростанціях .
Біометанол [ ред. | ред. код ]
Промислове культивування та біотехнологічна конверсія морського фітопланктону розглядається як одне з найбільш перспективних напрямків в області отримання біопалива [1] .
На початку 1980-х низкою європейських країн спільно розроблявся проєкт, орієнтований на створення промислових систем з використанням прибережних пустельних районів. Здійсненню цього проєкту завадило загальносвітове зниження цін на нафту.
Первинне виробництво біомаси здійснюється шляхом культивування фітопланктону в штучних водоймах, створюваних на морському узбережжі.
Вторинні процеси представляють собою метанове бродіння біомаси і подальше гідроксилювання метану з отриманням метанолу.
Основними аргументами на користь використання мікроскопічних водоростей є наступні:
- висока продуктивність фітопланктону (до 100 т / га в рік);
- у виробництві не використовуються ні родючі ґрунти, ні прісна вода;
- процес не конкурує з сільськогосподарським виробництвом;
- енерговіддача процесу досягає 14 на стадії отримання метану і 7 на стадії отримання метанолу;
З точки зору отримання енергії дана біосистема має істотні економічні переваги в порівнянні з іншими способами перетворення сонячної енергії.
Застосування [ ред. | ред. код ]
![]()
Метанол може використовуватися як в класичних двигунах внутрішнього згоряння, так і в спеціальних паливних елементах для отримання електрики. Таким чином може бути забезпечений плавний перехід до екологічного використання енергії.
Метанол як паливо [ ред. | ред. код ]
При застосуванні метанолу в якості палива слід зазначити, що об'ємна і масова енергоємність (теплота згоряння) метанолу на 40-50% менше, ніж бензину, однак при цьому теплова спиртоповітряних і бензинових топливоповітряних сумішей при їх згоранні в двигуні різниться незначно з тієї причини, що високе значення теплоти випаровування метанолу сприяє поліпшенню наповнення циліндрів двигуна і зниження його теплонапруги, що призводить до підвищення повноти згоряння спиртоповітряної суміші. В результаті цього зростання потужності двигуна підвищується на 10-15%. Двигуни гоночних автомобілів працюють на метанолі з більш високим октановим числом ніж бензин мають ступінь стиснення, що перевищує 15:1 24 [ джерело? ] в той час як в звичайному карбюраторному ДВС ступінь стиснення для неетилового бензину як правило не перевищує 10.1:1.
Теоретичні переваги [ ред. | ред. код ]
Переваги метанолу перед водневої:
- більш енергоємний енергоносій ніж водень (в порівнянні з обсягом і вагою), особливо якщо брати до уваги, що для зберігання водню необхідні судини, що витримують високий тиск.
- інфраструктура для водню може виявитися досить дорогою, в той час як для метанолу досить наявної бензинової інфраструктури.
- метанол можна змішувати з бензином
- використовувати метанол зручніше водню (якому необхідні спеціальні посудини)
- метанол можна використовувати в хімічній індустрії як базовий матеріал
Теоретичні недоліки [ ред. | ред. код ]
- високі енергетичні витрати виробництво водню і синтез метанолу
- виробництво саме по собі не є екологічно абсолютно чистим
- на даний момент виробництво синтез-газу залежить від викопних енергоносіїв (незважаючи на те, що в теорії можливе використання будь-яких джерел енергії)
- енергетична щільність (за обсягом або вазі) в два рази менше бензинової
- метанолтруїтьалюміній. Проблемним є використання алюмінієвих карбюраторів і інжекторних систем подачі палива в ДВС.
- гідрофільність. Метанол втягує воду, що служить засміченням систем подачі палива в вигляді желеподібних, отруйних відкладень.
- метанол, як і спирт, підвищує пропускну здатність пластмасових випарів для деяких пластмас (наприклад щільного поліетилену ). Ця особливість метанолу підвищує ризик збільшення емісії летких органічних речовин, що може призвести до підвищення концентрації озону і можливо посилення сонячної радіації .
- зменшена летючість при холодній погоді: Мотори, що працюють на метанолі, можуть мати проблеми з запуском і відрізняються підвищеною витратою палива до досягнення робочої температури.
- метанол дуже отруйний! Набагато більше, ніж бензин. Вживання всередину організму вже малої дози (10мл) призводить до летального результату. З іншого боку, на відміну від бензину, метанол не містить канцерогенних речовин (сприяють розвитку ракових пухлин).
- метанол - легкозаймиста рідина. На відміну від водню та інших газів метанол НЕ випаровується, якщо система зберігання дає текти
- метанол може порівняно швидко потрапити в джерела питної води і отруїти її. Цей сценарій досліджений поки недостатньо, але існує досвід витоку метил-трет-бутилового ефіру і забруднення води.
Джерела [ ред. | ред. код ]
Див. також [ ред. | ред. код ]
Література [ ред. | ред. код ]
- Нове в житті, науці і техніці. Видавництво Знання. Москва, 1964.
- Планове господарство. Москва, 1984.
Посилання [ ред. | ред. код ]
- A discussion of the Methanol Economy with George Olah[Архівовано 29 липня 2014 у Wayback Machine.] Recording of a program broadcast on NPR .
- Methanol statt Wasserstoff[Архівовано 19 січня 2008 у Wayback Machine.], Interview mit George Olah, Technology Review
- M. Specht und A. Band, «Der Methanolkreislauf», Themen 98/99 «Nachhaltigkeit der Energie», Forschungsverbund Sonnenenergie, S. 59, Köln, 1999.
- Methanolwirtschaft auf energieinfo.de[Архівовано 31 березня 2016 у Wayback Machine.]
- Die Mär vom Wasserstoff[Архівовано 20 січня 2020 у Wayback Machine.], Die Zeit 42/2004
- глава про книгу «Поза нафти і газу» [недоступне посилання з Июль 2019] Angew. Chem. 2005, 117 (18), сторінка 2692
- Buchbesprechung: Beyond Oil and Gas Jürgen O. Metzger, Universität Oldenburg
- L. Bromberg and WK Cheng (2010) Methanol as an alternative transportation fuel in the US : Options for sustainable and / or energy-secure transportation
- Біопаливо
- Біочар (вугілля)
- Вихровий двигун[en]
- Воднева енергетика
- Вуглецевонейтральне паливо
- Домашній паливний елемент
- Геліоконцентратор
- Зелені нанотехнології
- Летюча вітрова турбіна
- Метанолова економіка
- Наноантена
- Орбітальна енергетична система
- Реактор на розплавах солей
- Сонячна енергетика
- Термоядерна енергія
- Фотогальванічне дорожнє покриття
- Штучний фотосинтез
- Вуглецевонейтральне паливо
- Зелені нанотехнології
- Дослідження в галузі літій-іонних акумуляторів[en]
- Накопичення енергії в мережі
- Іоністор
- Кремнієво-повітряні акумулятори[en]
- Літій-залізо-фосфатний акумулятор
- Літій-повітряний акумулятор[en]
- Нанодротинний акумулятор
- Пневматичний акумулятор
- Надпровідниковий магнітний акумулятор
- Рідкосольовий акумулятор[en]
- Супермаховик
- Зберігання теплової енергії[en]