تفاوتهای ساختاری و کاربردی اتانول و متانول

تفاوتهای ساختاری و کاربردی اتانول و متانول

فرق محلول اتانول و متانول

فرق کلی اتانول و متانول ، سمی و آسیب رسان بودن متانول و خاصیت ضدعفونی کردن دست‌ها در اتانول  البته با درصد خاصی از غلظت می باشد .

این دو ماده با اینکه هر دو الکل های گروه اول می باشند اما با یکدیگر از نظر فرایند تولید، کاربرد و میزان سمی بودن و یا نبودن تفاوت های عمده ای دارند.

اتانول چیست ؟

اتانول(Ethanol) یا الکل اتیلیک با نامهای دیگری چون اتیل الکل ، الکل میوه با فرمول C۲H۵OH یک ترکیب شیمیائی با بوی خاص و آتش‌گیری است که در نوشیدنی‌های الکلی وجود دارد.

اتانول دارای خاصیت مست‌کنندگی است و در نوشیدنی‌های الکلی با درصدهای مختلف پیدا می‌شود، علاوه بر این در صنایع مختلف از جمله در عطر‌ها و ادکلن‌ها و همچنین در وانیل و همچنین به عنوان سوخت در برخی ماشین‌های جدید کاربرد دارد.

از این الکل اتیلیک یا اتانل  در صنایع عطر سازی و برخی دهان‌شویه‌ها هم استفاده می‌کنند.

مخمر آبجو، یا مخمر نانوایی قارچی است که با جوانه‌زدن تکثیر می‌شود، اگر این قارچ در مجاور یک ماده قندی تخمیر شود، موادی از خود خارج می‌کند که خاصیت آنزیمی داشته و موجب دگرگونی قند می‌شود.

در بین قندها، فروکتوز یا قند میوه به فرمول C۶H۱۲O۶ است که در میوه‌های شیرین و انگور وجود دارد که پس از تخمیر باعث ایجاد الکل و گاز دی‌اکسید کربن می‌شود.

متانول چیست ؟

متانول، متیل الکل، الکل متیلیک، کاربینول یا الکل چوب که ساده‌ترین نوع الکل‌هاست با فرمول شیمیایی CH۳OH شناخته می‌شود.

متانول از فعالیت بی‌هوازی گونه‌های زیادی از باکتری‌ها تولید می‌شود و در نتیجه مقدار اندکی از بخار متانول وارد جو می‌شود و پس از چندین روز به‌وسیله اکسیژن و با کمک نور خورشید اکسید شده به آب و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌گردد.

البته در فرایند سوختن متانول هم از نظر مواد بدست آمده چنین اتفاقی رخ می‌دهد ولی بسیار سریعتر.

در ضمن شعله سوختن متانول بی‌رنگ است و باید مراقب بود تا شعله آن سبب سوختگی نشود.با این حال متانول به مراتب سمی تر از اتانول است.

با تولید بیش از 20 میلیون تن در سال ، از آن به عنوان پیش ماده دیگر مواد شیمیایی کالایی از جمله فرمالدئید ، اسید استیک ، متیل ترت بوتیل اتر و همچنین میزبان مواد شیمیایی تخصصی تر استفاده می شود.

۲CH۳OH + 3 O۲ → ۲ CO۲ + ۴ H۲O

در سال ۱۹۲۳ شیمیدان آلمانی، «ماتیاس پیِر»، متانول را از گاز سنتز (مخلوطی از CO و H۲ که از کُک به دست می‌آید) تولید کرد.

در این فرایند، از کروماتِ روی به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شد و واکنش در شرایط سختی مانند فشار ۱۰۰۰–۳۰۰ اتمسفر و دمای حدود ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌گرفت. در شیوهٔ مدرنِ تولید متانول، از کاتالیزورهایی استفاده می‌شود که در فشارهای پایین عمل می‌کنند و کارایی مؤثرتری دارند.

امروزه گاز سنتز مورد نظر برای تولید متانول مانند گذشته از زغال به دست نمی‌آید، بلکه از واکنش متان موجود در گازهای طبیعی تحت فشار ملایم ۱۰–۲۰ اتمسفر و دمای ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد با بخار آب و در مجاورت کاتالیزور نیکل تولید می‌شود. CO و H۲ تولید شده، تحت تأثیر کاتالیزوری که مخلوطی از مس و اکسید روی و آلومینیوم است، واکنش داده، متانول ایجاد می‌کنند.

این کاتالیزور نخستین بار در سال ۱۹۶۶ توسط ICI استفاده شد. این واکنش در فشار ۵۰–۱۰۰ اتمسفر و دمای ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد.

روش دیگر تولید متانول، واکنش دی‌اکسیدکربن با هیدروژن اضافی است که تولید متانول و آب می‌کند.

تفاوت اتانول و متانول از نظر خواص

متانول (الکل چوب) یک ماده ی سمی است که چه استعمال خارجی و یا داخلی آن می تواند مسمومیت هایی را پدید آورد این ماده معمولا از فرایند های سنتزی حاصل می شود.

برعکس این ماده، اتانول (الکل میوه) سمی نیست و حتی مصرف خوراکی آن در غلظت های مجاز در بسیاری از کشور ها رواج دارد.

این ماده معمولا در کارخانه های مواد غذایی و با تخمیر محصولاتی مثل کشمش، ذرت ، خرما و… به وجود می آید.

از آنجایی که این مواد دو ترکیب کاملا متفاوت با یکدیگر هستند، خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی نیز با یکدیگر دارند که در جدول زیر می توانید مشاهده نمایید:

خواص  متانول    اتانول

فرمول شیمیایی      CH3OH C2H5OH

جرم مولکولی       32.04 g/mol      46.07 g/mol

رنگ      مایع بی رنگ        مایع بی رنگ

دانسیته در دمای 20 درجه ی سانتی گراد           .0.792 g/m³       0.7893 g/cm3

نقطه ی جوش       64.7 °C 78.37 °C

نقطه ی انجماد       -97.6 °C            -114.1 °C

تفاوت ساختار متانول و اتانول

اتانول در ساختار خود دارای گروه اتیل می باشد در حالی که متانول در ساختار خود دارای گروه متیل است:

تفاوت در کاربرد های اتانول و متانول

همانطور که پیش از این نیز گفته شد این دو ماده از نظر کاربرد نیز با یکدیگر متفاوت هستند.

اتانول مصرف خوراکی دارد و در مشروبات الکلی با غلظت مشخص یافت می شود. این ماده بیشتر از نیشکر و ذرت تهیه می گردد.

در سوخت برخی خودرو ها نیز از این ماده استفاده می شود. علاوه بر این ، به دلیل خاصیت ضد عفونی کنندگی ای که این ترکیب دارد از آن می توان در پد ، ژل و یا محلول های ضد عفونی کننده استفاده نمود. این ماده به دلیل حلالیت خوبی که دارد پایه ی بسیاری از رنگ ها و عطر ها نیز به حساب می آید.

کاربرد های مستقیم خود متانول اندک هستند و بیشتر برای تولید سایر مواد شیمیایی از جمله فرمالدهید، اسید استیک و… مورد استفاده قرار می گیرد.

این ماده برای دناتوره نمودن اتانول نیز مورد استفاده قرار می گیرد. به این معنا که در الکل های صنعتی ناخالصی متانول نیز ممکن است وجود داشته باشد(دلیل سمی بودن الکل صنعتی وجود متانول می باشد). این ماده به دلیل خاصیت اشتعال پذیری ای که دارد به عنوان سوخت نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

تفاوت اتانول و متانول در روش تولید

این دو ماده از نظر روش های تولید هم با یکدیگر کاملا متفاوت هستند. اتیل الکل روش های گوناگونی برای تولید دارد اما عمده ترین روش تولید آن تقطیر مواد حاوی نشاسته نظیر سیب زمینی، نیشکر و ذرت می باشد در حالی که متیل الکل از تقطیر چوب حاصل می گردد.

پیشرفت های فناوری در دهه 1920 و دهه 1970 روند تولید متانول را تغییر داد ، امروزه از گاز طبیعی به عنوان خوراک برای تولید این ماده استفاده می شود.

گاز طبیعی از طریق چندین مرحله از جمله استفاده از کاتالیزور ها ، فشار و گرمای زیاد فرآوری می شود و در نهایت به متیل الکل تبدیل می گردد.

راه های شیمیایی تشخیص متانول و اتانول از یکدیگر

تشخیص بو: برای تشخیص این کار 8 میلی لیتر از سدیم دی کرومات و 4 میلی لیتر سولفوریک اسید را با هم مخلوط کنید. سپس 10 قطره از این محلول را با الکل موجود درون لوله ی آزمایش مخلوط کنید. سپس مخلوط را بو نمایید اگر تند و تحریک کننده باشد ، متانول در الکل وجود دارد. اگر رایحه غالب میوه ای باشد ، فقط اتانول موجود است .

رنگ شعله: رنگ شعله ی نوع خالص اتانول مرکز آبی و در انتها و کناره های شعله زرد رنگ می باشد و متانول خالص کاملا آبی رنگ است.

در سوختن هر دوی این ترکیبات در ابتدا هر دو آبی می سوزند اما بعد از مدتی شعله ی اتانول در کناره ها و انتهای شعله زرد رنگ می سوزد(ظرف سمت راست) ولی متانول (ظرف سمت چپ) همچنان آبی خواهد سوخت.

راه های فیزیکی ای مانند بو ، رنگ و تفاوت رنگ شعله در سوختن برای تشخیص این دو ماده از یکدیگر وجود دارد.

اما این روش ها صد درصد قابل اطمینان نیستند و برای تشخیص این دو ماده معمولا از روش های شیمیایی کمک می گیرند

با این که این دو ماده از نظر خواص اندکی با هم تفاوت دارند اما سمیت یکی از این دو باعث شده تا تشخیص دو ماده ی فوق از یکدیگر اهمیت بالایی پیدا نماید.

برای این منظور از تست یدوفرم استفاده می نمایند. اگر دو محلول دارید که نمی دانید کدام متانول (متیل الکل) و یا کدام اتانول (اتیل الکل) است لازم است این تست را انجام دهید.

روش کار:

10 قطره از اتانول و 10 قطره از متانول را در دو ظرف جدا بریزید

سپس 10 قطره از معرف یداین به هر دو ظرف اضافه کنید

25 قطره از سدیم هیدروکسید به هر دو محلول اضافه نمایید.

سپس محلول ها را هم بزنید تا رنگ تیره ی ید از بین برود و آن را حرارت دهید

نتیجه: در طی این آزمایش، با گرم نمودن ظرف حاوی اتیل الکل در حضور سدیم هیدروکسید و یداین رسوب زرد رنگی شکل می گیرد در حالی که این اتفاق برای ظرف حاوی متیل الکل رخ نمی دهد و به واکنش یدوفرم پاسخ مثبت نمی دهد.

CH3CH2OH+I2->CHI3+HCOO–Na

CHI3 رسوب زرد رنگ می باشد.

نوشیدن الکل

تست های شناسایی خلوص مواد

اما این دو ماده که با درصد های خلوص خاصی خریداری می شوند لازم است تا از نظر میزان ناخالصی ها و راستی آزمایی نیز مورد سنجش قرار بگیرند در ادامه به راه هایی برای تشخیص ناخالصی های موجود در این مواد و مرغوب بودن الکل خریداری شده بیشتر می پردازیم.

سنجش خلوص متانول

این ماده نباید موجب تغییر رنگ کاغذ لیتموس به رنگ آبی شود.

    مواد غیر فرار:

30 میلی لیتر از این ماده را در حمام آب تبخیر نمایید. با انجام این کار نباید ناخالصی قابل اندازه گیری ای در ته ظرف باقی بماند

    استون و اتیل الکل:

در یک بالن مقدار 50 میلی لیتر سدیم هیدروکسید 2  نرمال با 5 میلی لیتر متیل الکل مخلوط کنید و مرتبا هم بزنید.

سپس 25 میلی لیتر یداین را به محلول اضافه کنید و همانطور به هم زدن ادامه دهید. هیچگونه کدر شدن محلول و یا ایجاد رسوبی نباید در اثر انجام این فرایند رخ دهد و یا بوی یدوفرم به مشام بخورد

    مواد امپرومتریک empyreumatic substance

1 میلی لیتر از متیل الکل باید به راحتی در 10 میلی لیتر آب حل شود.

از طرف دیگر مقدار 5 میلی لیتر سولفوریک اسید غلیظ را به 5 میلی لیتر از متیل الکل اضافه کنید

محلول را مقداری خنک کنید. در صورتی که این ناخالصی در متانول وجود نداشته باشد محلول تنها باید به رنگ زرد بسیار کم رنگ دیده شود.

    آلدهید:

10 میلی لیتر از محصول فوق را با 10 میلی لیتر محلول سدیم هیدروکسید (sp gr 1.3) مخلوط کنید. در صورتی که ناخالصی آلدهید در محلول وجود نداشته باشد، محلول باید همچنان بی رنگ باقی بماند

    مواد اکسید شونده با پرمنگنات:

1 میلی لیتر از محلول دسی نرمال پتاسیم پرمنگنات را به 10 میلی لیتر متیل الکل اضافه می کنیم. سپس به محلول ساخته شده به مدت 10 دقیقه زمان می دهیم. در صورتی که این ناخالصی در محلول وجود نداشته باشد،رنگ قرمز به وجود آمده در طی این 10 دقیقه ناپدید نمی شود

روش های شناسایی ناخالصی های موجود در اتانول خالص (99 الی99.6 درصد)

این ماده با خلوص 99 الی 99.6 درصد موجود می باشد

این ماده نیز نباید با کاغذ لیتموس واکنش دهد

مواد باقی مانده:

50 میلی لیتر از این ماده را به آرامی حرارت دهید، هیچگونه ناخالصی ای نباید در ته ظرف باقی بماند

روغن فوسیل (ترکیبی از چندین الکل (عمدتا آمیل الکل) به عنوان محصول جانبی تخمیر الکلی تولید می شود):

10 میلی لیتر از این ماده را با 30 میلی لیتر آب در یک ارلن مایر مخلوط نمایید. هیچگونه تغییر رنگ ، رسوب، و بوی خاصی نباید دیده شود.

10 میلی لیتر از این ماده را با 0.2 میلی لیتر از سدیم هیدروکسید 15 درصد مخلوط نمایید. سپس مخلوط را حرارت دهید تا به حجم 1 میلی لیتر برسد و آن را با اسید سولفوریک رقیق اشباع نمایید. نباید هیچ بوی خاصی به مشام برسد

همچنین با ریختن چند قطره از این ماده بر روی دست های خود نباید بوی ناخوشایندی به جز بوی الکل به مشام برسد. (بوی این ناخالصی بویی ترش و زننده است)

    ملاس

5 میلی لیتر از الکل را با 5 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ مخلوط نمایید سپس مخلوط را 1 ساعت در مکانی بدون حرکت بگذارید. بعد از زمان سپری شده نباید شاهد به وجود آمدن رنگ قرمز در مرز تشکیل فاز این دو ماده باشیم

    آلدهید:

10 میلی لیتر از این الکل را با 5 قطره محلول نقره نیترات مخلوط کنید. سپس به مخلوط ساخته شده 1 میلی لیتر آب اضافه کنید و آن را به مدت 10 دقیقه در حمام آب گرمی با حرارت 70 الی 80 درجه ی سانتی گراد قرار دهید. هیچگونه رسوب و تغییر رنگی نباید در مخلوط دیده شود.

    ناخالصی های آلی:

به 10 میلی لیتر الکل یک قطره محلول پتاسیم پرمنگنات (1:1000) اضافه می کنیم و 20 دقیقه به محلول ساخته شده زمان می دهیم. بعد از سپری شدن این مدت زمان، محلول نباید به زرد تغییر رنگ پیدا کند.

    فلزات

10 میلی لیتر از الکل را به 1 میلی لیتر محلول آمونیاک و یا 5 میلی لیتر محلول هیدروژن سولفید اضافه می کنیم. نباید تغییر رنگی در محلول دیده شود.

الکل و ضدعفونی سازی

تست های شناسایی خلوص الکل 95 درصد

مواد باقی مانده:

با تبخیر 50 میلی لیتر از این ماده نباید باقی مانده ی قابل وزنی در انتهای ظرف باقی بماند

    روغن فوسل:

10 میلی لیتر از محصول فوق را با 5 میلی لیتر آب و 1 میلی لیتر گلیسیرین مخلوط کنید. به مخلوط ساخته شده زمان دهید تا تبخیر شود. هیچ بوی خاصی بعد از تبخیر نباید به مشام برسد

    آلدهید:

با مخلوط کردن 10 میلی لیتر از این الکل با 5 میلی لیتر از محلول پتاسیم هیدروکسید 5 درصد نباید شاهد ایجاد رنگ زرد در محلول باشیم.

    مواد آلی

20 میلی لیتر الکل را با 1 میلی لیتر محلول نقره نیترات  دسی نرمال مخلوط نمایید. مخلوط را برای مدت 6 ساعت در روز ( در مجاورت نور) قرار دهید. در صورتی که محلول خالص باشد نباید رنگ قهوه ای در آن مشاهده شود.

    فورفورال

10 قطره از آنیلین را به 2 الی 3 قطره از هیدروکلریک اسید و 10 میلی لیتر از الکل مورد نظر اضافه می کنیم. با انجام این کار نباید رنگ قرمز و یا صورتی رنگی در محلول ایجاد شود

برای سنجش خلوص الکل 85 و یا 70 درصد همانند الکل خالص (99 درصد) مراحل را انجام دهید.

منبع:

https://archive.org/details/chemical

reagents00mercuoft/page/46/mode/2up

homeguides.sfgate.com/

https://sciencing.com/

صفحه اصلی

https://fa.wikipedia.org

نظر خود را به اشتراک بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

جستجو

دسته بندی ها

بالا