ნახშირწყალბადებისგან განსხვავებით, ჟანგბადის შემცველ ორგანულ ნივთიერებებს აქვთ ატომების კომპლექსი, რომელსაც ეწოდება ფუნქციური ჯგუფი. მეთანოლი არის გაჯერებული ალკოჰოლი, რომელსაც აქვს ჰიდროქსილის ჯგუფი თავის მოლეკულაში. იგი განსაზღვრავს ამ ნაერთის ძირითად მახასიათებლებს. ჩვენს სტატიაში განვიხილავთ მეთილის სპირტის წარმოების მეთოდებს, ყველაზე მნიშვნელოვან ქიმიურ რეაქციებს და მეთანოლის გამოყენებას.
მოლეკულის სტრუქტურა
მეთილის სპირტის სტრუქტურის გასარკვევად, უნდა გახსოვდეთ, რა სახის მოლეკულაშია ყველაზე მარტივი გაჯერებული ნახშირწყალბადი - მეთანი. იგი გამოიხატება როგორც CH4 და შეიცავს ნახშირბადის ერთ ატომს, რომელიც დაკავშირებულია მარტივი სიგმა ბმებით წყალბადის ატომებთან.
თუ რომელიმე მათგანი შეიცვლება ჰიდროქსილის ჯგუფით –OH, მივიღებთ ფორმულას CH3OH. ეს არის მეთანოლი. C-O-H ბმის მიმართულებით აგებული ბმის კუთხე არის დაახლოებით 110⁰, ამიტომ მონოჰიდრული სპირტების მოლეკულებს აქვთ კუთხოვანი ფორმა. იმის გამო, რომჟანგბადის ელექტრონეგატიურობა (3,5 ევ) მეტია ნახშირბადის (2,5 ევ), ჟანგბად-ნახშირბადის ბმა ძალიან პოლარიზებულია, ხოლო ჰიდროქსო ჯგუფი თამაშობს შემცვლელის როლს, რომელსაც აქვს უარყოფითი ინდუქციური ეფექტი. ამრიგად, მეთანოლი არის ალკოჰოლი, რომლის დიპოლური მომენტი არის 1,69D.
ნომენკლატურა
მოდით განვიხილოთ ნივთიერების სახელის ფორმირების სამი გზა CH3OH ფორმულით. ისტორიულად, იგი მომდინარეობს ნახშირწყალბადის რადიკალის სახელიდან, რომელსაც ჰიდროქსილის ჯგუფი ერთვის. რადიკალი CH3 არის მეთილი, ამიტომ CH3OH ეწოდება მეთილის სპირტს. ჟენევის ნომენკლატურის მიხედვით, შესაბამისი ნახშირწყალბადის - ალკანის სახელს ემატება სუფიქსი -ol. ნაერთს მოიხსენიებენ, როგორც მეთანოლს. ეს სახელი ყველაზე გავრცელებულია და საკმაოდ ხშირად გამოიყენება. რაციონალურ ნომენკლატურაში ნაერთს, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ, ეწოდება კარბინოლი.
ფიზიკური თვისებები
ქვედა სპირტები, რომლებიც შეიცავს სამამდე ნახშირბადის ატომს, რომელიც მოიცავს მეთანოლს, არის სითხეები, რომლებიც შერეულია წყალთან ნებისმიერი პროპორციით. კარბინოლს აქვს მკვეთრად გამოხატული ალკოჰოლური სუნი, მაგრამ სრულიად უვარგისია მიღებისთვის, რადგან ის არის ყველაზე ძლიერი ნეიროტოქსიკური ნაერთი. მისი სიმკვრივე ერთიანობაზე ნაკლებია და არის 0,791 D420. დნობის და დუღილის წერტილები არის -97,9 ⁰C და +94,5 ⁰C შესაბამისად.
მეთანოლის წარმოება
შესაბამისი ჰალოალკილების ჰიდროლიზი აქტიური ლითონების ჰიდროქსიდების თანდასწრებით, მაგალითად, ტუტე ან ტუტე დედამიწა და გაცხელებისას -ეს კარბინოლის მიღების ჩვეულებრივი მეთოდია. საწყის მასალად მიიღება ქლორი ან ბრომმეთანი, რეაქციის შედეგი იქნება ჰალოგენის ატომის ჩანაცვლება ფუნქციური ჯგუფით –OH და მეთანოლის წარმოება.
სხვა მეთოდი, რომელიც იწვევს პირველადი გაჯერებული სპირტების წარმოქმნას, არის ალდეჰიდების ან კარბოქსილის მჟავების შემცირება. ამ რედოქს რეაქციისთვის გამოიყენება ძლიერი შემცირების აგენტები, როგორიცაა ნატრიუმის ბოროჰიდრიდი ან ლითიუმის ალუმინის ჰიდრიდი. საწყისი ნაერთებია ჭიანჭველა მჟავა ან ფორმალდეჰიდი. კარბინოლის მიღების ერთ-ერთი თანამედროვე მეთოდია მისი სინთეზი ნახშირბადის, წყლის, წყალბადისა და ნახშირბადის მონოქსიდისგან. პროცესი მიმდინარეობს +250 °C ტემპერატურაზე, ამაღლებულ წნევაზე და თუთიისა და სპილენძის ოქსიდების, როგორც კატალიზატორების თანდასწრებით. ახალი, მაგრამ ეკონომიკურად გამართლებული ოკეანეებისა და ზღვების მიკროსკოპული წყალმცენარეებიდან ალკოჰოლის მიღების მეთოდია, რომელთა ბიომასა მართლაც უზარმაზარია. მცენარის სუბსტრატი ფერმენტირებულია, გამოთავისუფლებული მეთანი გროვდება და შემდგომ იჟანგება მეთანოლამდე. ბიომეთანოლის წარმოების დიდი უპირატესობაა მტკნარი წყლის რეზერვების გამოყენების საჭიროების არარსებობა, ელექტროენერგია და ტექნოლოგიის სისუფთავე.
ორგანომეტალური სინთეზი
თუ ორგანული ნაერთები მოლეკულებში კარბონილის ჯგუფთან ერთად დამუშავდება ორგანომაგნიუმის ნაერთებით, შესაძლებელია მონოჰიდრული სპირტების მიღება. ორგანომეტალური რეაგენტები წარმოიქმნება მაგნიუმის ლითონის ჩიპებისა და ბრომის შემცველი ალკანის წარმოებულების ურთიერთქმედებით მშრალ დიეთილში.ეთერი. ფორმული ალდეჰიდიდან ეს რეაქცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ მეთანოლის, რომლის გამოყენება შეზღუდულია, არამედ სხვა პირველადი გაჯერებული სპირტების მისაღებად.
ქიმიური დახასიათება
კარბინოლს არ გააჩნია მჟავების ან ფუძეების გამოხატული თვისებები, უფრო მეტიც, ნივთიერების წყალხსნარი არ მოქმედებს ინდიკატორებზე. მეთანოლის ტიპიური რეაქციებია ურთიერთქმედება აქტიურ ლითონებთან და კარბოქსილის მჟავებთან. პირველ შემთხვევაში წარმოიქმნება ლითონის ალკოჰოლატები, მეორეში - ეთერები. მაგალითად, ნატრიუმი ანაცვლებს წყალბადის ატომებს ალკოჰოლის ფუნქციურ ჰიდროქსილის ჯგუფში:
2CH3OH + 2Na=2CH3ONa +H2.
მეთილის სპირტსა და ძმარმჟავას შორის რეაქცია იწვევს მეთილის აცეტატის, ან ძმარმჟავას მეთილის ეთერის წარმოქმნას:
CH3COOH+CH3OH<--(H2SO 4)CH3COOCH3+H2O.
ზემოხსენებულ რეაქციას ეწოდება ესტერიფიკაცია და აქვს დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა.
ალკოჰოლების დაჟანგვა
მეთანოლის რეაქცია, რომელიც იწვევს ალდეჰიდების წარმოქმნას, განვიხილოთ მისი ურთიერთქმედების მაგალითი სპილენძის ოქსიდთან. თუ ოქსიდით დაფარული სპილენძის მავთული ჩაედინება მეთანოლის ხსნარში, მაშინ იგრძნობა ფორმალდეჰიდის განსაკუთრებული უსიამოვნო სუნი. და მავთულის მოსაწყენი ზედაპირი ხდება ნათელი და ბზინვარე სუფთა სპილენძის შემცირების გამო.
დეჰიდრატაცია
როდესაც თბება და ჰიგიროსკოპიული ნივთიერებების თანდასწრებით, ნაწილაკები იშლება ალკოჰოლის მოლეკულებიდანწყალი. პროდუქტებში გვხვდება ეთილენის სერიის უჯერი ნახშირწყალბადები. წყლის მაღალი კონცენტრაციის პირობებში და დაბალ ტემპერატურაზე შესაძლებელია ეთერების მიღება. ასე რომ, დიმეთილეთერის მიღება შესაძლებელია მეთანოლისგან.
მეთილის სპირტის გამოყენება
მეთილის სპირტი გამოიყენება როგორც გაზსადენებში წარმოქმნილი ჰიდრატების ინჰიბიტორი, ვინაიდან მეთანოლის მნიშვნელოვანი თვისებებია წყალში კარგი ხსნადობა და დაბალი გაყინვის წერტილი. მეთილის სპირტის ძირითადი მოცულობა გამოიყენება ფენოლ-ფორმალდეჰიდის ფისების წარმოებაში. კარბინოლისთვის დამახასიათებელი მაღალი ოქტანური რიცხვი შესაძლებელს ხდის გამოიყენოს იგი, როგორც ეკოლოგიურად სუფთა საწვავი მანქანებისთვის. საღებავების ინდუსტრიაში კარბინოლი გამოიყენება გამხსნელად.
მეთანოლის გავლენა ადამიანის სხეულზე
ხის სპირტი აბსოლუტურად უვარგისია ალკოჰოლურ სასმელად გამოსაყენებლად, რადგან ის ყველაზე ძლიერი ტოქსიკური ნივთიერებაა. კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში მოხვედრის შემდეგ ის იწყებს დაჟანგვას ჭიანჭველა მჟავასა და ჭიანჭველა ალდეჰიდამდე. ჟანგვის პროდუქტები გავლენას ახდენს მხედველობის ნერვებზე და ბადურაზე, რომელიც შეიცავს რეცეპტორებს. ჩნდება სიბრმავე. ჭიანჭველა მჟავა, რომელსაც აქვს მაღალი კუმულაციური ტევადობა, სისხლით გადადის ღვიძლში და თირკმელებში, ანადგურებს ამ სასიცოცხლო ორგანოებს. მეთანოლის მოწამვლის შედეგად ფატალური შედეგი დგება, ვინაიდან მეტაბოლიტებისაგან სისხლის გაწმენდის მეთოდები არაეფექტურია.
ჩვენს სტატიაში გავეცანით თვისებებს, აპლიკაციას დამეთანოლის მიღების გზები.
