1. Methanol là gì?
- Methanol (còn được gọi là rượu methylic, alcohol gỗ hay rượu mạnh gỗ), là một hợp chất hóa học với công thức phân tử CH3OH hay CH4O (thường viết tắt MeOH). Ở trạng thái tự nhiên, đây là chất lỏng không màu, khối lượng nhẹ và rất dễ bay hơi. Methanol mang mùi hương đặc trưng khá giống với rượu uống (ethanol) nhưng có vị ngọt hơn một chút và đặc biệt rất dễ bắt cháy.
2. Methanol có những tính chất gì?
a. Tính chất vật lý
- Trạng thái: Chất lỏng trong suốt, không màu, dễ bay hơi, ngọn lửa khi cháy có màu xanh nhạt, rất khó quan sát dưới ánh sáng ban ngày.
+ Độ tan: là một chất lỏng phân cực, thường được dùng với vai trò như một dung môi, chất chống đông, nhiên liệu, làm biến tính ethanol.
+ Độ tính: là một chất có độc tính cao, ó thể gây mù mắt, nếu tiếp xúc với lượng nhiều có thể gây tử vong.
+ Khối lượng riêng: 0,7918 g/cm3.
+ Nhiệt độ sôi: 64,7 °C (337,8 K; 148,5 °F).
+ Độ nhớt là 5.9×10^−4 Pas (ở 20 °C).
b. Tính chất hóa học của Methanol
- Hóa chất ancol metylic là đại điện đơn giản nhất của dãy đồng đẳng ancol no nên mang những tính chất hóa học đặc trưng của 1 ancol như:
+ CH3OH tác dụng với axit vô cơ :
HCl + CH3OH → H2O + CH3Cl
+ CH3OH tác dụng với kim loại sẽ tạo ra muối ancolat:
CH3OH + Na → CH3ONa + ½ H2
+ CH3OH oxi hóa hoàn toàn sẽ tạo thành khí cacbonic và nước, oxy hóa không hoàn toàn sẽ tạo thành andehit fomic. Khi cháy tạo khói CO, CO2 hàm lượng cao, có thể gây nổ (nhất là đối với các thùng kín bị nung nóng).
2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O
CH3OH → HCHO + H2O
+ Phản ứng với CuO
CuO + CH3OH → Cu + HCHO + H2O
+ Phản ứng điều chế axit axetic
CH3OH + CO → CH3COOH
+ Phản ứng với axit axetic tạo ra etyl axetat
CH3COOH + CH3OH → H2O + CH3COOCH3
3. Điều chế metanol như thế nào?
- Ancol metylic là hóa chất lỏng và là nguồn năng lượng được lấy từ khí thiên nhiên, chất thải sinh học và CO2. Nó được tổng hợp trực tiếp từ H2 và CO, CO2 có xúc tác nhiệt độ, chất xúc tác và ứng suất chậm theo phương pháp phản ứng:
CO + 2H2 → CH3OH
- Chúng được điều chế từ quá trình chưng cất rượu và là chất kích thích đầu tiên khi rượu được nấu theo cách truyền thống cửa hàng. Với phương thức điều chỉnh như sau:
CH4 + O2 –Cu(200C,100atm) → CH3OH
CO + H2 –(điểm nóng chảy ở 0) → CH3OH
4. Ứng dụng methanol trong thực tiễn
- Làm nguyên liệu sản xuất hóa chất
+ Trong ngành công nghiệp hóa chất, metanol được dùng làm nguyên liệu cơ bản để tổng hợp formaldehyde, nguyên liệu chính sản xuất các loại nhựa chịu nhiệt, keo dán gỗ công nghiệp.
+ Ngoài ra, metanol còn được sử dụng để điều chế axit acetic (tiền chất của nhiều este, polyme, phụ gia thực phẩm) và hợp chất MTBE – một chất phụ gia giúp tăng chỉ số octan cho xăng, góp phần cải thiện hiệu suất đốt và giảm phát thải độc hại từ động cơ đốt trong.
- Làm dung môi công nghiệp
+ Với tính phân cực mạnh, rượu gỗ còn được sử dụng rộng rãi để hòa tan các hợp chất trong sản xuất thuốc trừ sâu, phẩm nhuộm, các loại sơn phủ bề mặt và dược phẩm. Nó giúp quy trình tách chiết và tinh chế các hoạt chất trở nên hiệu quả hơn.
- Làm nhiên liệu
+ Methanol đang dần trở thành giải pháp thay thế xăng dầu truyền thống, loại chất lỏng này có thể được sử dụng trực tiếp dưới dạng M100 (nguyên chất) hoặc pha trộn với xăng để tạo ra hỗn hợp nhiên liệu thay thế. Ngoài ra, pin nhiên liệu trực tiếp (DMFC) chạy bằng methanol cũng là hướng đi mới cho các thiết bị di động.
- Trong y tế và dược phẩm
+ Dung môi này hỗ trợ quá trình tổng hợp các dẫn xuất quan trọng trong sản xuất thuốc như ester hay amid. + Trong phân tích kiểm nghiệm, nó là thành phần phổ biến của pha động trong sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) , giúp kiểm tra độ tinh khiết và theo dõi dược động học của hoạt chất.
- Trong phòng thí nghiệm
+ CH3OH là một dung môi phổ biến trong sắc ký, phân tích hóa học và điều chế các chất hữu cơ phức tạp. Nó được dùng trong bảo quản mẫu sinh học và là thành phần của nhiều dung dịch chuẩn phân tích.
- Ứng dụng khác
+ Trong lĩnh vực môi trường, nó được thêm vào hệ thống xử lý nước thải như một nguồn carbon để hỗ trợ vi khuẩn, thúc đẩy quá trình khử nitrat trong các hệ xử lý sinh học. Đây là một ứng dụng gián tiếp nhưng mang tính kỹ thuật cao, đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ vì tính độc hại của CH3OH nếu phát tán không kiểm soát.