Die Eigenschaften von Methanol und Ethanol – was sind die Unterschiede?

Methanol und Ethanol – Gemeinsamkeiten

Alkohole sind organische Verbindungen, die mindestens eine an gesättigte Kohlenstoffatome gebundene Hydroxygruppe besitzen. Heutzutage kennen wir Dutzende Alkohole, aber am wichtigsten im Hinblick auf den menschlichen Gebrauch sind Methanol (CH₃OH) und Ethanol (C₂H₅OH). Diese beiden Substanzen sind farblose Flüssigkeiten mit einem charakteristischen, stechenden Geruch und einem brennenden Geschmack.

Die physikalischen Eigenschaften von Methanol und Ethanol sind weitgehend ähnlich. Zu den Gemeinsamkeiten zählt neben dem Aggregatzustand, der Farbe und dem Geruch die sehr gute, praktisch unbegrenzte Wasserlöslichkeit. Beide Verbindungen haben auch relativ niedrige Siedepunkte: 64,7°C und 78,3°C.

Sowohl Methanol, als auch Ethanol sind zudem in jedem Aggregatzustand leicht brennbar. Sie können entweder vollständig oder unvollständig verbrennen. Außerdem dissoziieren sie nicht in Ionen und sind dementsprechend pH-neutral.

Eigenschaften von Methanol

Obwohl sich die Menschen schon seit Jahrtausenden die Eigenschaften der Alkohole zunutze machten, wurde Methanol erst 1661 entdeckt. Der britische Chemiker und Physiker Robert Boyle erhielt damals reines Methanol durch Destillation aus Buchsbaumholz – deshalb wurde diese Substanz mitunter Holzalkohol genannt. Erst im Jahr 1834 gelang es französischen Forschern, die Struktur des Moleküls zu bestimmen. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Begriff Methylalkohol geprägt.

Aus menschlicher Sicht sind zwei Eigenschaften von Methanol am wichtigsten: seine starke Giftigkeit und sein großes Lösungsvermögen. Das erste Merkmal bringt Gefahren mit sich, während das zweite für die breite Anwendung entscheidend ist.

Methanol ist giftig und sollte folglich unter keinen Umständen verzehrt bzw. eingeatmet werden. Selbst eine Dosis von 10 ml wird im menschlichen Körper zu Ameisensäure abgebaut. Dies kann zur Schädigung des Sehnervs und zur dauerhaften Erblindung führen. Weitere schädliche Auswirkungen von Methanolvergiftung sind u.a. Sauerstoffmangel auf zellulärer Ebene, metabolische Azidose und andere Störungen, die sogar zum Tod führen können. Die tödliche Dosis beträgt 15 ml reines Methanol.

Für die Chemieindustrie ist jedoch Methylalkohol vor allem ein wichtiger Ausgangsstoff bei grundlegenden Reaktionen. Da er sich leicht in Formaldehyd, Kohlenwasserstoffe oder Methylamin umwandeln lässt, wird er bei der Herstellung von vielen alltäglichen Produkten verwendet.

Wozu wird Methanol verwendet?

Weltweit werden jährlich bis zu 20 Millionen Tonnen Methanol erzeugt. Die wichtigste Herstellungsmethode ist aber heute nicht mehr die Destillation aus Holz, sondern die Hydrierung von Kohlenstoffmonoxid in Gegenwart eines Katalysators. In den meisten Fällen geht dieser Prozess mit der Biomassegewinnung einher.

Die einzigartigen Eigenschaften von Methanol haben v.a. folgende Anwendungen:

• Herstellung von Formaldehyd, das anschließend zur Produktion von Formalin, Sperrholz, Klebstoffen, Dämmmaterialien und vielen anderen Stoffen verwendet wird;
• Herstellung von Essigsäure, Ameisenaldehyd und anderen wichtigen chemischen Verbindungen;
• Kraftstoffherstellung, wo Methanol v.a. als Oktanzahlbooster verwendet wird;
• Herstellung von Enteisungs-, Wasch- und Desinfektionsmitteln;
• Herstellung von Lösungsmitteln;
• Herstellung von Sprengstoffen.

Methanol wird ebenfalls in der Pharmaindustrie sowie bei der Herstellung von Kunststoffen und Kunstfasern, Farbstoffen, Fungiziden oder sogar fotografischen Filmen verwendet. Sofern es richtig gekennzeichnet und verantwortungsvoll gebraucht wird, erfüllt es eine wichtige wirtschaftliche Funktion. Leider kommt es immer wieder zu Methanolvergiftungen.

Eigenschaften und Anwendungsgebiete von Ethanol

Chemisch gesehen ist Ethanol sehr eng mit Methanol verwandt. Ein Ethanolmolekül enthält ein Kohlenstoffatom und zwei Wasserstoffatome mehr als ein Methanolmolekül. Dieser scheinbar kleine Unterschied verändert jedoch zum Teil die Eigenschaften von Ethylalkohol, der sicherer für den Menschen ist. Man sollte jedoch darauf hinweisen, dass sich diese Sicherheit sehr oft als trügerisch erweist.

Ethanol hat bakterien- und pilztötende Eigenschaften; in geeigneter Konzentration (mindestens 70%) vernichtet es auch Viren. Wie Methanol hat auch Ethanol hohes Lösungsvermögen und wird bei vielen wichtigen Synthesereaktionen als Ausgangsstoff eingesetzt. Interessanterweise wird es auf natürliche Weise von Hefen produziert, die Zucker abbauen. Auf diesem Prozess basiert die Gärung von Bier und Wein.

Neben der Produktion von alkoholischen Getränken gehört die Medizin zu den wichtigsten Anwendungsbereichen von Ethanol. Dieser Stoff wird v.a. zur Desinfektion und zum Auflösen von wasserunlöslichen Medikamenten verwendet. Es wird manchmal auch als Gegenmittel bei Methanolvergiftungen eingesetzt.

Ethanol wird nicht zuletzt bei der Herstellung von Autokraftstoffen und Raketentreibstoffen, Brennstoffzellen, Lösungsmitteln, Farbstoffen, Markern sowie Körperpflegemitteln verwendet. Es ermöglicht die wirksame Extraktion von Ölen aus natürlichen Rohstoffen wie z. B. Hanf. In Laboratorien dient es zur Senkung der Temperatur der verwendeten Substanzen.

Gesundheitliche Auswirkungen von Ethanol

Obwohl Ethylalkohol weniger giftig als Methanol ist, verursacht er in der Tat jedes Jahr immer mehr Todesfälle. Ethanol, der als Bier, Wein, Wodka oder sonstige Getränke verzehrt wird, kann sogar an 20% der tragischen Verkehrsunfälle mitschuldig sein. Es wird auch mit anderen schweren Verletzungen und Krankheiten sowie Suiziden assoziiert.

Die negativen Auswirkungen des Alkoholkonsums sind in erster Linie durch die psychoaktiven Eigenschaften von Ethanol bedingt. Da Ethanol die Funktion des Zentralnervensystems beeinträchtigt, sorgt es einerseits für ein Entspannungsgefühl, andererseits jedoch für Gleichgewichtsstörungen, verlangsamte Reflexe und Dehydratation. Es beeinträchtigt zudem die Konzentration und das Gedächtnis. In großen Mengen führt Ethylalkohol zu Vergiftungen.

Auf Dauer macht Ethanol süchtig und führt zur Entwicklung von Depressionen, sozialen Pathologien und Kriminalität. Die Weltgesundheitsorganisation hat es darüber hinaus als einen krebserregenden Stoff eingestuft. Alkoholkonsum erhöht das Risiko von Speiseröhren-, Magen-, Dickdarm-, Bauchspeicheldrüsen- und Leberkrebs.

Methanol und Ethanol gehören zu den wichtigsten chemischen Rohstoffen der Gegenwart. Das Potential und die vielseitigen Eigenschaften dieser Substanzen sollten jedoch nicht die ernsten Gefahren überschatten, die mit ihren negativen gesundheitlichen Auswirkungen verbunden sind.