Methanol
Einfachster Alkohol, wichtiger Industriechemikalie und Weltraummarker.
Methanol, auch als Methylalkohol, Holzgeist oder Holzalkohol bekannt, ist der einfachste aliphatische Alkohol mit einer Methylgruppe, die an eine Hydroxylgruppe gebunden ist (CH₃OH). Es ist eine leichte, flüchtige, farblose und brennbare Flüssigkeit mit einem charakteristischen alkoholischen Geruch ähnlich wie Ethanol, jedoch weitaus akut toxischer. Der Name „Holzgeist“ leitet sich von der historischen Herstellung durch trockene Destillation von Holz ab. Heute wird es industriell hauptsächlich durch Hydrierung von Kohlenmonoxid hergestellt. Die jährliche Weltproduktion übersteigt 20 Millionen Tonnen, mit Hauptanwendungen als Vorläufer für Formaldehyd, Essigsäure, Methyl-tert-butylether und andere Chemikalien. Kleine Mengen Methanol kommen natürlicherweise bei gesunden Menschen vor, mit einem Mittelwert von 4,5 ppm in der Ausatemluft und einer endogenen Produktion von etwa 0,45 Gramm pro Tag, teilweise aus Pektin in Früchten. Es wird auch von anaeroben Bakterien und Phytoplankton produziert. Im Weltraum ist Methanol in Sternentstehungsregionen reichlich vorhanden und dient als astronomischer Marker; es wurde 2016 in einer planetenbildenden Scheibe um den Stern TW Hydrae nachgewiesen. Historisch verwendeten die alten Ägypter Methanol aus der Holzpyrolyse zur Einbalsamierung. Robert Boyle isolierte 1661 erstmals reines Methanol durch Destillation von Buchsbaumholz und nannte es „pyroxylic spirit“. 1834 bestimmten die französischen Chemiker Dumas und Peligot seine Zusammensetzung und prägten den Begriff „Methylène“ aus griechischen Wurzeln mit der Bedeutung „alkoholische Flüssigkeit“ und „Holz“. Das Wort „Methyl“ folgte um 1840, und „Methanol“ wurde 1892 übernommen. Das erste synthetische Verfahren wurde 1905 von Paul Sabatier vorgestellt, und BASF vermarktete 1923 ein Hochdruckverfahren mit einem Zink/Chromoxid-Katalysator. Die moderne Niederdruck-Methanolproduktion mit Kupferkatalysatoren wurde Ende der 1960er Jahre von ICI entwickelt. Während des Zweiten Weltkriegs wurde Methanol als Raketentreibstoff (M-Stoff) und in einer Mischung mit Hydrazin (C-Stoff) sowie als Wasser-Methanol-Antiklopfmittel für Flugzeugmotoren verwendet. Das Interesse an Methanol als Motorkraftstoff erreichte seinen Höhepunkt während der Ölkrisen der 1970er Jahre, was Mitte der 1990er Jahre zu über 20.000 Flex-Fuel-Fahrzeugen in den USA führte, obwohl die Produktion später zurückging.
Quick Facts
- Chemical formula
- CH3OH
- Also known as
- methyl alcohol
- wood alcohol
- wood spirit
- Annual production
- over 20 million tons
- Primary industrial use
- precursor to formaldehyde
- acetic acid
- MTBE
- Toxicity
- more acutely toxic than ethanol
Facts from the source article.
Hintergrund
Methanol ist eine leichte, flüchtige, farblose und brennbare Flüssigkeit. Es hat einen charakteristischen alkoholischen Geruch ähnlich wie Ethanol, ist aber weitaus akut toxischer. Seine chemische Struktur besteht aus einer Methylgruppe, die an eine polare Hydroxylgruppe gebunden ist. Kleine Mengen Methanol kommen natürlicherweise bei gesunden Menschen vor, mit einer mittleren endogenen Produktion von 0,45 Gramm pro Tag, möglicherweise aus dem Stoffwechsel von Pektin in Früchten; zum Beispiel kann ein Kilogramm Apfel bis zu 0,6 Gramm Methanol liefern. Im Weltraum ist Methanol in Sternentstehungsregionen reichlich vorhanden und wird durch seine spektralen Emissionslinien nachgewiesen, was es zu einem Marker für solche Gebiete macht. Historisch verwendeten die alten Ägypter Methanol aus der Pyrolyse von Holz in ihrem Einbalsamierungsprozess. Reines Methanol wurde erstmals 1661 von Robert Boyle durch Destillation von Buchsbaumholz isoliert. Der Begriff „Methanol“ wurde 1892 von der Internationalen Konferenz für chemische Nomenklatur übernommen. Die industrielle Produktion entwickelte sich von der trockenen Destillation von Holz zu synthetischen Methoden; ein wichtiges modernes Verfahren ist das von ICI Ende der 1960er Jahre entwickelte Niederdruck-Methanolverfahren mit Kupferkatalysatoren. Während des Zweiten Weltkriegs wurde Methanol als Treibstoff in deutschen Militärraketen unter dem Namen M-Stoff und in einer etwa 50/50-Mischung mit Hydrazin, bekannt als C-Stoff, sowie als Antiklopfmittel in aufgeladenen Flugzeugmotoren verwendet.
Leserleitfaden
Die Bedeutung von Methanol liegt in seiner Doppelrolle als grundlegender Industriechemikalie und potenziellem Alternativkraftstoff. Als Vorläufer für Formaldehyd, Essigsäure und MTBE bildet es die Grundlage für die Herstellung von Polymeren, Lösungsmitteln und Benzinadditiven. Seine Verwendung in Methanol-zu-Kohlenwasserstoffen- und Methanol-zu-Benzin-Verfahren bietet Wege zu flüssigen Kraftstoffen aus Erdgas. Als Energieträger ist Methanol einfacher zu lagern als Wasserstoff oder Erdgas, obwohl seine Energiedichte geringer ist als die von Benzin. Es ist biologisch abbaubar und hat eine geringe Umwelttoxizität mit einer kurzen Halbwertszeit im Grundwasser. Im Verkehrswesen kann Methanol mit minimalen Modifikationen in Verbrennungsmotoren verwendet werden und reduziert die Emissionen von Schwefeloxiden, Stickoxiden und Feinstaub bei Verwendung als Schiffskraftstoff erheblich. Sein Nachweis im interstellaren Raum macht es auch zu einem wertvollen Marker für Sternentstehungsregionen. Trotz technischer Erfolge ließ das Interesse an Methanol als Motorkraftstoff Ende der 1990er Jahre aufgrund steigender Methanolpreise und niedriger Benzinkosten nach, obwohl China weiterhin erhebliche Mengen als Verkehrskraftstoff verwendet.
More in Chemie & Materialien
Fehler entdeckt? Mehr gewusst?
Leserkorrekturen landen direkt in unserer Überprüfungswarteschlange. Änderung vorschlagen · Wie diese Seite ihre Quellen bezieht