Właściwości metanolu i etanolu – czym się różnią?

Metanol i etanol – cechy wspólne

Alkohole to związki organiczne zawierające minimum jedną grupę wodorotlenową związaną z nasyconym atomem węgla. Współczesna chemia zna ich dziesiątki, ale dwoma najistotniejszym z punktu widzenia wykorzystania przez człowieka są metanol (CH₃OH) i etanol (C₂H₅OH). Oba są bezbarwnymi cieczami o charakterystycznym ostrym zapachu i piekącym smaku.

Fizyczne właściwości metanolu i etanolu pokrywają się w bardzo wielu aspektach. Oprócz stanu skupienia, barwy i aromatu należy do nich wyjątkowo dobra rozpuszczalność w wodzie – praktycznie bez ograniczeń. Oba związki posiadają również stosunkowo niską temperaturę wrzenia, odpowiednio: 64,7°C oraz 78,3°C.

Zarówno metanol, jak i etanol są też łatwopalne, i to w każdym stanie skupienia. Ich reakcje spalania mogą przy tym mieć charakter całkowity lub niecałkowity. Ponadto nie ulegają dysocjacji jonowej, wskutek czego mają obojętny odczyn pH.

Właściwości metanolu

Mimo że ludzkość korzysta z właściwości alkoholi już od tysięcy lat, odkrycie metanolu nastąpiło dopiero w 1661 r. Jego autorem był brytyjski chemik i fizyk Robert Boyle, który przeprowadził destylację drewna bukszpanu – stąd też alternatywna nazwa związku: alkohol drzewny. Dopiero w 1834 r. francuskim badaczom udało się określić budowę cząsteczki. Wtedy właśnie powstało pojęcie alkoholu metylowego.

Z punktu widzenia człowieka dwie najważniejsze właściwości metanolu to jego silna toksyczność oraz fakt, że jest doskonałym rozpuszczalnikiem. Ta pierwsza cecha przekłada się na niebezpieczeństwo stosowania, druga zaś determinuje szerokie wykorzystanie.

Jako trucizna metanol pod żadnym pozorem nie powinien być konsumowany ani inhalowany. Już dawka rzędu 10 ml jest metabolizowana do postaci kwasu mrówkowego. Może zniszczyć nerw wzrokowy, powodując trwałą ślepotę. Dalsze negatywne skutki ekspozycji obejmują niedotlenienie na poziomie komórkowym, kwasicę metaboliczną i inne zaburzenia prowadzące nawet do zgonu. Za śmiertelną dawkę uważa się 15 ml czystego metanolu.

Dla przemysłu chemicznego alkohol metylowy jest jednak przede wszystkim ważnym składnikiem kluczowych reakcji. Dzięki łatwej konwersji do postaci formaldehydu, węglowodorów czy metyloaminy znajduje zastosowanie przy wyrobie szerokiej gamy produktów codziennego użytku.

Do czego wykorzystuje się metanol?

Rocznie na świecie produkuje się nawet 20 milionów ton metanolu. Podstawową metodą pozyskiwania toksycznego związku nie jest już jednak destylacja drewna, ale reakcja uwodornienia tlenku węgla w obecności katalizatora. Najczęściej proces ten towarzyszy produkcji biomasy.

Unikalne właściwości metanolu znajdują zastosowanie przede wszystkim przy:

• produkcji formaldehydu, z którego dalej otrzymuje się m.in. formalinę, sklejkę, kleje, materiały izolacyjne i wiele innych;
• produkcji kwasu octowego, aldehydu mrówkowego i innych ważnych związków chemicznych;
• produkcji paliw, zwłaszcza jako dodatek zwiększający liczbę oktanową benzyny;
• wyrobie produktów służących odmrażaniu, myciu i dezynfekcji;
• wyrobie rozpuszczalników;
• produkcji materiałów wybuchowych.

Metanol wykorzystuje się w przemyśle farmakologicznym, przy wyrobie tworzyw sztucznych i tkanin syntetycznych, a także barwników, fungicydów czy nawet błon fotograficznych. Tak długo, jak jest prawidłowo oznaczony i odpowiedzialnie wykorzystywany, pełni znaczącą funkcję gospodarczą. Niestety, przypadków poważnego zatrucia metanolem wciąż nie brakuje.

Właściwości i zastosowania etanolu

Pod względem chemicznym etanol jest najbliższym kuzynem metanolu. W pojedynczej cząsteczce zawiera jeden atom węgla i dwa atomy wodoru więcej. Ta pozornie niewielka różnica zmienia jednak po części właściwości alkoholu etylowego, czyniąc go bezpieczniejszym dla człowieka. Dla porządku warto dodać, że bezpieczeństwo bywa zbyt często złudne!

Etanol ma właściwości bakterio- i grzybobójcze, a w odpowiednim stężeniu (minimum 70%) niszczy również wirusy. Podobnie jak metanol, jest efektywnym rozpuszczalnikiem i bierze udział w wielu ważnych reakcjach syntezy. Co ciekawe, w naturalny sposób produkują go drożdże, metabolizując cukier. Mechanizm ten wykorzystywany jest w procesie fermentacji piwa czy wina.

Oprócz wyrobu napojów alkoholowych jedną z najważniejszych gałęzi zastosowania etanolu jest medycyna. Służy on przede wszystkim do dezynfekcji i rozpuszczania substancji leczniczych nierozpuszczalnych w wodzie. Czasami podaje się go również jako antidotum na zatrucie metanolem.

Etanol wykorzystuje się również do produkcji paliwa samochodowego i kosmicznego, ogniw paliwowych, a także rozpuszczalników, farb, markerów czy produktów do higieny osobistej. Umożliwia efektywną ekstrakcję olejów z surowców naturalnych, np. konopi. W laboratoriach służy do obniżania temperatury wykorzystywanych substancji.

Wpływ etanolu na ludzkie zdrowie

Niestety, choć nie jest toksyczny jak metanol, alkohol etylowy w rzeczywistości pochłania rocznie więcej ofiar śmiertelnych. Spożywany pod postacią napojów typu piwo, wino czy wódka jest przyczyną nawet 20% tragicznych wypadków drogowych. Ponadto łączony jest z innymi poważnymi urazami, samobójstwami, a także ciężkimi chorobami.

Za negatywne skutki spożycia alkoholu odpowiadają przede wszystkim psychoaktywne właściwości etanolu. Jako substancja działająca hamująco na ośrodkowy układ nerwowy, z jednej strony zapewnia on poczucie relaksacji, a z drugiej – zaburzenia równowagi, spowolnienie refleksów oraz dehydratację. Utrudnia również skupienie, osłabia pamięć, a w dużych ilościach prowadzi do zatrucia.

W dłuższej perspektywie etanol jest środkiem uzależniającym i prowadzi do rozwoju depresji, społecznych patologii oraz przestępczości. Światowa Organizacja Zdrowia umieściła go również na liście substancji rakotwórczych dla człowieka. Spożycie alkoholu zwiększa ryzyko zachorowania na raka przełyku, żołądka, jelita grubego, trzustki i wątroby.

Metanol i etanol należą do kluczowych surowców chemicznych we współczesnym świecie. Ich potencjał i wszechstronne właściwości nie powinny jednak przyćmiewać poważnego niebezpieczeństwa wynikającego z ich niekorzystnego wpływu na zdrowie człowieka!