Eigenschappen van methanol en ethanol – hoe verschillen ze?

Methanol en ethanol – gemeenschappelijke kenmerken

Alcoholen zijn organische verbindingen die ten minste één hydroxylgroep bevatten gebonden aan een verzadigd koolstofatoom. De moderne scheikunde kent er tientallen, maar de twee belangrijkste vanuit het oogpunt van menselijk gebruik zijn methanol (CH ₃ OH) en ethanol (C ₂ H ₅ OH). Beide zijn kleurloze vloeistoffen met een kenmerkende scherpe geur en schroeiende smaak. Fysische eigenschappen van methanol en ethanol overlappen elkaar in veel opzichten. Naast hun fysieke toestand, kleur en geur hebben ze ook een uitzonderlijk goede oplosbaarheid in water – praktisch onbeperkt. Beide verbindingen hebben ook een relatief laag kookpunt, respectievelijk 64,7°C en 78,3°C. Zowel methanol als ethanol zijn ook ontvlambaar, in welke toestand dan ook. Hun verbrandingsreacties kunnen volledig of onvolledig zijn. Bovendien ondergaan ze geen ionische dissociatie. Daarom hebben ze een natuurlijke pH.

Eigenschappen van methanol

Hoewel de mensheid de eigenschappen van alcohol al duizenden jaren gebruikt, werd methanol pas in 1661 ontdekt. Het werd bereikt door de Britse scheikundige en natuurkundige Robert Boyle, die het hout van Buxus destilleerde – vandaar de alternatieve naam van de verbinding: houtalcohol . Pas in 1834 konden Franse onderzoekers de structuur van het molecuul bepalen. Het was toen dat het concept van methylalcohol werd geboren. Vanuit menselijk oogpunt zijn de twee belangrijkste eigenschappen van methanol de hoge toxiciteit en het feit dat het een uitstekend oplosmiddel is. De eerste eigenschap vertaalt zich in het gebruiksgevaar, terwijl de tweede de brede toepassing bepaalt. Als gif mag methanol in geen geval worden geconsumeerd of ingeademd. Zelfs een dosis van 10 ml wordt omgezet in mierenzuur. Het kan de oogzenuw vernietigen en permanente blindheid veroorzaken. Andere negatieve effecten van blootstelling zijn hypoxie op cellulair niveau, metabole acidose en andere aandoeningen die zelfs de dood kunnen veroorzaken. 15 ml zuivere methanol wordt als een dodelijke dosis beschouwd. Voor de chemische industrie is methylalcohol echter vooral een belangrijk bestanddeel van sleutelreacties. Dankzij de gemakkelijke omzetting in formaldehyde, koolwaterstoffen en methylamine wordt het gebruikt bij de productie van een breed scala aan alledaagse producten.

Waar wordt methanol voor gebruikt?

Jaarlijks wordt er wereldwijd tot 20 miljoen ton methanol geproduceerd. De basismethode om deze giftige verbinding te verkrijgen is echter niet langer de destillatie van hout, maar de hydrogenering van koolmonoxide in aanwezigheid van een katalysator. Meestal gaat dit proces gepaard met de productie van biomassa. De unieke eigenschappen van methanol worden vooral toegepast in:

• de productie van formaldehyde, dat verder wordt gebruikt om onder meer formaline, triplex, lijmen , isolatiematerialen en nog veel meer te verkrijgen;
• de productie van azijnzuur , formaldehyde en andere belangrijke chemicaliën;
• de productie van brandstoffen , vooral als additief om het octaangetal van benzine te verhogen;
• de vervaardiging van producten voor ontdooien, wassen en desinfecteren ;
• de vervaardiging van oplosmiddelen ;
• de productie van explosieven.

Methanol wordt gebruikt in de farmacologische industrie, bij de productie van kunststoffen en synthetische stoffen, maar ook voor kleurstoffen, fungiciden en zelfs fotografische films. Zolang het correct is geëtiketteerd en verantwoord wordt gebruikt, heeft het een belangrijke economische functie. Helaas zijn er nog steeds veel gevallen van ernstige methanolvergiftiging.

Eigenschappen en toepassingen van ethanol

In termen van chemische samenstelling is ethanol de naaste neef van methanol. Het bevat één koolstofatoom en nog twee waterstofatomen in een enkel molecuul. Dit schijnbaar kleine verschil verandert echter gedeeltelijk de eigenschappen van ethylalcohol, waardoor het veiliger wordt voor mensen. Het is de moeite waard eraan toe te voegen dat deze beveiliging vaak bedrieglijk kan zijn! Ethanol heeft bacteriedodende en schimmeldodende eigenschappen en in de juiste concentratie (minimaal 70%) vernietigt het ook virussen. Net als methanol is het een effectief oplosmiddel en is het betrokken bij veel belangrijke synthesereacties. Interessant is dat het van nature wordt geproduceerd door gist tijdens het suikermetabolisme. Dit mechanisme wordt gebruikt bij de fermentatie van bier en wijn. Naast de productie van alcoholische dranken is een van de belangrijkste toepassingsgebieden van ethanol de geneeskunde. Het wordt voornamelijk gebruikt om in water onoplosbare geneeskrachtige stoffen te desinfecteren en op te lossen. Het wordt soms ook gebruikt als tegengif voor methanolvergiftiging. Ethanol wordt ook gebruikt bij de productie van auto- en raketbrandstof, brandstofcellen, evenals oplosmiddelen, verven, markers en producten voor persoonlijke verzorging. Het maakt een effectieve extractie van oliën mogelijk uit natuurlijke grondstoffen, bijv. hennep. In laboratoria wordt het gebruikt om de temperatuur van de gebruikte stoffen te verlagen.

De invloed van ethanol op de menselijke gezondheid

Helaas, hoewel het niet giftig is zoals methanol, veroorzaakt ethylalcohol elk jaar meer doden. Geconsumeerd in de vorm van dranken zoals bier, wijn en wodka, is het de oorzaak van tot 20%van de tragische verkeersongevallen. Bovendien houdt het verband met andere ernstige verwondingen, zelfmoorden en ernstige ziekten. Het zijn de psychoactieve eigenschappen van ethanol die primair verantwoordelijk zijn voor de negatieve effecten van alcoholgebruik. Als een stof die het centrale zenuwstelsel remt, zorgt het enerzijds voor een gevoel van ontspanning en anderzijds – veroorzaakt het evenwichtsstoornissen, vertragende reflexen en uitdroging. Het vermindert ook de concentratie, verzwakt het geheugen en leidt in grote hoeveelheden tot vergiftiging. Op de lange termijn is ethanol verslavend en leidt het tot de ontwikkeling van depressie, sociale pathologieën en criminaliteit. De Wereldgezondheidsorganisatie heeft het ook opgenomen op de lijst van kankerverwekkende stoffen voor de mens. Alcoholgebruik verhoogt het risico op het ontwikkelen van slokdarm-, maag-, colon-, pancreas- en leverkanker. Methanol en ethanol behoren tot de belangrijkste chemische grondstoffen in de moderne wereld. Hun potentieel en veelzijdige eigenschappen mogen echter het ernstige gevaar dat voortvloeit uit hun negatieve impact op de menselijke gezondheid niet overschaduwen!