CH3OH

Andere namen

Methylalcohol (’Methyl’ is afkomstig van het Griekse woord ‘methu’ (wijn, mede, giftig))
Houtgeest (verwijst nog naar de tijd waarin methanol verkregen werd door droge destillatie van hout)
Brandalcohol (methanol wordt vaak verkocht onder de naam brandalcohol)

Fysische eigenschappen

Molaire massa
32,0 g/mol
Smeltpunt
- 98 °C
Kookpunt
65 °C
Dichtheid
0,79 g/mL
Oplosbaarheid in water
In alle verhoudingen mengbaar met water

Methanol is een kleurloze, zwak geurende en vrijwel smaakloze vloeistof. Het is zeer brandbaar. Methanol brandt met een lichtblauwe maar moeilijk zichtbare vlam, doordat er te weinig koolstof aanwezig is om de gele gloeiende roetdeeltjes te leveren. Het gebruik van methanol als brandstof voor barbecues of fonduestellen is dus niet zonder gevaar. Methanol is zeer giftig voor het menselijk organisme. Je wordt er niet alleen dronken van, maar regelmatige inname van kleine hoeveelheden methanol leidt tot blindheid. Een eenmalige dosis van 25 gram (ongeveer 30 mL) is dodelijk. In het lichaam wordt methanol door het enzym alcoholdehydrogenase omgezet in methanal (formaldehyd) en in methaanzuur (mierenzuur). Deze verbindingen zijn zeer schadelijk voor de oogzenuwen.

Bereiding

1. Uit aardgas

Vandaag wordt methanol gemaakt uit aardgas (hoofdzakelijk methaan, CH4) en stoom (H2O). Deze reagentia worden over een nikkelkatalysator geleid, waarbij stoom in overmaat aanwezig is in een verhouding van 3:1.

Aardgas wordt dan gekraakt bij ongeveer 840 °C

CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3 H2(g)

Een deel van de CO(g) reageert dan nog verder door met H2O(g)

CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)

Deze reacties zijn hoofdzakelijk endotherm.

Dit synthesegas wordt vervolgens gecomprimeerd tot 200 bar en over een koperen (Cu) katalysator geleid.

Hier vinden de volgende reacties plaats:

CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g)

CO2(g) + 3 H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)

Deze reacties zijn hoofdzakelijk exotherm.

De ontstane ruwe methanol wordt via destillatie gezuiverd, waarbij de nevenproducten water, alkanen en ethanol verwijderd worden.

2. Uit synthesegas

Methanol wordt ook bereid uit zogenaamd ‘synthesegas’, een mengsel van koolstofmonoxide en waterstofgas, bij een druk van 200 bar en een temperatuur van 400 °C, in aanwezigheid van geschikte katalysatoren zoals ZnO / Cr2O3.

CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g)
DrH°= - 91,3 kJ/mol

Synthesegas kan bekomen worden bij de cokesfabricage en uit biomassa.

Opmerking

Het is belangrijk te vermelden dat de grondstoffen voor de bereiding van methanol uit de lucht kunnen gehaald worden, n.l. koolstofdioxide en waterdamp (als bron van waterstofgas).

3. Gistingsprocessen

Methanol wordt verkregen als nevenproduct bij allerlei gistingsprocessen. Het ontstaan van methanol is een groot gevaar bij het gisten van fruit, bijv. bij dat laatste voor de thuisbereiding van wijnen en aanverwante geestrijke dranken. Methanolblindheid is bijv. een groot gezondheidrisico in wodkadrinkende landen. Ook de gewone handelswijnen bevatten 0,004 % tot 0,2% methanol.

Gebruik

1. Methanol is industrieel belangrijk als oplosmiddel.

2. Als uitgangsstof voor de bereiding van o.a. formaldehyd (methanal: H-CHO), mierenzuur (H-COOH) en methylaminen (bijv. CH3-NH2).

 3. Er wordt veel onderzoek verricht naar het gebruik van methanol als energiebron in brandstofcellen, bijv. voor elektrische auto’s.

4. Als grondstof voor de aanmaak van biodiesel. Hierbij worden vetzuren afkomstig van plantaardige oliën veresterd met methanol.

Milieuaspecten

We vergelijken enkel de CO2-uitstoot bij dezelfde energieproductie.

CH3OH + 3/2 O2 1 CO2 + 2 H2O
DrH°= - 640 kJ/mol

C16H34 + 49/2 O2 16 CO2 + 17 H2O
DrH°= - 10700 kJ/mol

De uitstoot van CO2 bedraagt respectievelijk 1 en 16 mol bij de verbranding van telkens 1 mol van de brandstof.
Wanneer 1 mol C16H34 verbrand wordt komen er 10 700 kJ vrij en daarbij komen 16 mol x 44,0 g/mol = 704 g CO2 in het milieu terecht.
Om evenveel energie te produceren met de verbranding van methanol moet er 16,7 mol methanol verbrand worden. Daarbij komen 16,7 mol x 44,0 g/mol = 735 g CO2 in het milieu terecht. Een voertuig dat als brandstof enkel methanol zou gebruiken zou een weinig meer CO2 de lucht insturen, maar door de nagenoeg volledige verbranding van methanol komt er zo goed als geen roet en fijn stof en minder CO in het milieu en dat is voor de gezondheid van mens en dier van groot belang.