Metanol
, juga dikenal sebagai
metil alkohol
,
wood alcohol
atau
spiritus
, adalah
senyawa kimia
dengan
rumus kimia
C
H
3
OH
. Metanol merupakan bentuk
alkohol
paling sederhana. Pada "keadaan atmosfer", metanol berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada
etanol
). Metanol digunakan sebagai bahan pendingin antibeku, pelarut, bahan bakar, dan sebagai bahan aditif bagi etanol industri.
Metanol diproduksi secara alami oleh metabolisme
anaerobik
oleh
bakteri
. Hasil proses tersebut yaitu uap metanol (dalam jumlah kecil) di udara. Setelah beberapa hari, uap metanol tersebut akan
teroksidasi
oleh
oksigen
dengan bantuan sinar
matahari
menjadi
karbon dioksida
dan
air
.
Reaksi kimia
metanol yang terbakar di udara dan membentuk karbon dioksida dan air adalah sebagai berikut:
- 2 CH
3
OH + 3 O
2
→ 2 CO
2
+ 4 H
2
O
Karena sifatnya yang beracun, metanol sering digunakan sebagai bahan aditif bagi pembuatan alkohol untuk penggunaan industri. Penambahan "racun" ini akan menghindarkan industri dari pajak yang dapat dikenakan karena etanol merupakan bahan utama untuk minuman keras (minuman beralkohol). Metanol kadang juga disebut sebagai
wood alcohol
karena dahulu merupakan produk samping dari
distilasi
kayu. Saat ini metanol dihasilkan melalui proses multitahap. Secara singkat,
gas alam
dan uap air dibakar dalam tungku untuk membentuk gas hidrogen dan
karbon monoksida
; kemudian, gas hidrogen dan karbon monoksida ini bereaksi dalam tekanan tinggi dengan bantuan
katalis
untuk menghasilkan metanol. Tahap pembentukannya adalah
endotermik
dan tahap sintesisnya adalah
eksotermik
.
Dalam proses pengawetan mayat, orang
Mesir
kuno menggunakan berbagai macam campuran, termasuk di dalamnya metanol, yang mereka peroleh dari
pirolisis
kayu. Methanol murni, pertama kali berhasil diisolasi tahun 1661 oleh Robert Boyle, yang menamakannya
spirit of box
, karena ia menghasilkannya melalui distilasi kotak kayu. Nama itu kemudian lebih dikenal sebagai
pyroxylic spirit
(spiritus). Pada tahun 1834, ahli kimia
Prancis
Jean-Baptiste Dumas dan Eugene Peligot menentukan komposisi kimianya. Mereka juga memperkenalkan nama
methylene
untuk
kimia organik
, yang diambil dari bahasa
Yunani
methy
=
"anggur")
+
h?l?
=
kayu
(bagian dari pohon). Kata itu semula dimaksudkan untuk menyatakan "alkohol dari (bahan) kayu", tetapi mereka melakukan kesalahan.
Kata
methyl
pada tahun 1840 diambil dari
methylene
, dan kemudian digunakan untuk mendeskripsikan "metil alkohol". Nama ini kemudian disingkat menjadi "metanol" tahun 1892 oleh International Conference on Chemical Nomenclature. Suffiks [-yl] (Indonesia {il}) yang digunakan dalam kimia organik untuk membentuk nama radikal-radikal, diambil dari kata "methyl".
Pada 1923, ahli kimia
Jerman
, Matthias Pier, yang bekerja untuk BASF mengembangkan cara mengubah
gas sintesis
(
syngas
/campuran dari karbon dioksida and hidrogen) menjadi metanol. Proses ini menggunakan katalis
zinc chromate
(seng
kromat
), dan memerlukan kondisi ekstrem ?tekanan sekitar 30?100 MPa (300?1000 atm), dan temperatur sekitar 400 °
C
. Produksi metanol modern telah lebih effisien dengan menggunakan katalis
tembaga
yang mampu beroperasi pada tekanan relatif lebih rendah.
Penggunaan metanol sebagai bahan bakar mulai mendapat perhatian ketika krisis
minyak bumi
terjadi pada tahun 1970-an karena ia mudah tersedia dan murah. Masalah timbul pada pengembangan awalnya untuk campuran metanol-
bensin
. Untuk menghasilkan harga yang lebih murah, beberapa produsen cenderung mencampur metanol lebih banyak. Produsen lainnya menggunakan teknik pencampuran dan penanganan yang tidak tepat. Akibatnya, hal ini menurunkan mutu bahan bakar yang dihasilkan. Akan tetapi, metanol masih menarik utuk digunakan sebagai bahan bakar bersih. Mobil-mobil dengan bahan bakar fleksibel yang dikeluarkan oleh
General Motors
, Ford, dan Chrysler dapat beroperasi dengan setiap kombinasi etanol, metanol dan/atau bensin.
Saat ini, gas sintesis umumnya dihasilkan dari
metana
yang merupakan komponen dari
gas alam
. Terdapat tiga proses yang dipraktikkan secara komersial.
Pada tekanan sedang 1 hingga 2 MPa (10?20 atm) dan temperatur tinggi (sekitar 850 °C), metana bereaksi dengan uap air (
steam
) dengan katalis
nikel
untuk menghasilkan gas sintesis menurut reaksi kimia berikut:
- CH
4
+
H
2
O
→
CO
+ 3
H
2
Reaksi ini, umumnya dinamakan
steam-methane reforming
atau SMR, merupakan reaksi endotermik dan limitasi perpindahan panasnya menjadi batasan dari ukuran reaktor katalitik yang digunakan.
Metana juga dapat mengalami oksidasi parsial dengan molekul oksigen untuk menghasilkan gas sintesis melalui reaksi kimia berikut:
- 2
CH
4
+
O
2
→ 2
CO
+ 4
H
2
Reaksi ini adalah eksotermik dan panas yang dihasilkan dapat digunakan secara
in-situ
untuk menggerakkan reaksi
steam-methane reforming
. Ketika dua proses tersebut dikombinasikan, proses ini disebut sebagai
autothermal reforming
. Rasio CO and H
2
dapat diatur dengan menggunakan reaksi perpindahan air-gas (
the water-gas shift reaction
):
- CO
+
H
2
O
→
CO
2
+
H
2
,
untuk menghasilkan stoikiometri yang sesuai dalam sintesis metanol.
Karbon monoksida dan hidrogen kemudian bereaksi dengan katalis kedua untuk menghasilkan metanol. Saat ini, katalis yang umum digunakan adalah campuran tembaga, seng oksida, dan
alumina
, yang pertama kali digunakan oleh
ICI
pada tahun 1966. Pada 5?10 MPa (50?100 atm) dan 250 °C, ia dapat mengatalisis produksi metanol dari karbon monoksida dan hidrogen dengan selektivitas yang tinggi:
- CO
+ 2
H
2
→ CH
3
OH
Sangat perlu diperhatikan bahwa setiap produksi gas sintesis dari metana menghasilkan 3
mol
hidrogen untuk setiap mol karbon monoksida, sedangkan sintesis metanol hanya memerlukan 2 mol hidrogen untuk setiap mol karbon monoksida. Salah satu cara mengatasi kelebihan hidrogen ini adalah dengan menginjeksikan karbon dioksida ke dalam reaktor sintesis metanol, di mana ia akan bereaksi membentuk metanol sesuai dengan reaksi kimia berikut:
- CO
2
+ 3
H
2
→ CH
3
OH +
H
2
O
Walaupun gas alam merupakan bahan yang paling ekonomis dan umum digunakan untuk menghasilkan metanol, bahan baku lain juga dapat digunakan. Ketika tidak terdapat gas alam, produk petroleum ringan juga dapat digunakan. Di
Afrika Selatan
, sebuah perusahaan (Sasol) menghasilkan metanol dengan menggunakan gas sintesis dari
batu bara
.
Bahan bakar untuk kendaraan bermotor
[
sunting
|
sunting sumber
]
Metanol digunakan secara terbatas dalam
mesin pembakaran dalam
, disebabkan metanol tidak mudah terbakar dibandingkan dengan
bensin
. Metanol juga digunakan sebagai campuran utama untuk bahan bakar
model radio kontrol
,
jalur kontrol
, dan pesawat model.
Salah satu kelemahan metanol jika digunakan dalam konsentrasi tinggi adalah sifat
korosif
terhadap beberapa logam, termasuk
aluminium
. Metanol, meskipun merupakan asam lemah, menyerang lapisan oksida yang biasanya melindungi aluminium dari korosi:
- 6 CH
3
OH + Al
2
O
3
→ 2 Al(OCH
3
)
3
+ 3 H
2
O
Ketika diproduksi dari kayu atau bahan oganik lainnya, metanol organik tersebut merupakan
bahan bakar terbarui
yang dapat menggantikan
hidrokarbon
. Namun mobil modern pun masih tidak bisa menggunakan BA100 (100% bioalkohol) sebagai bahan bakar tanpa modifikasi. Metanol juga digunakan sebagai
pelarut
dan sebagai
antibeku
, dan fluida pencuci kaca depan mobil.
Penggunaan metanol terbanyak adalah sebagai bahan pembuat bahan kimia lainnya. Sekitar 40% metanol yang ada diubah menjadi
formaldehid
, dan dari sana akan dihasilkan berbagai macam produk seperti
plastik
,
plywood
,
cat
,
peledak
, dan
tekstil
.
Senyawa kimia lainnya yang merupakan turunan dari metanol adalah
dimetil eter
, yang telah menggantikan
klorofluorokarbon
sebagai bahan campuran pada aerosol dan
asam asetat
. Dimetil eter juga dapat dicampur dengan
gas alam terkompresi
(LPG) untuk memanaskan masakan, dan juga bisa digunakan sebagai bahan bakar pengganti diesel.
Dalam beberapa
pabrik pengolahan air limbah
, sejumlah kecil metanol digunakan ke
air limbah
sebagai bahan makanan karbon untuk
denitrifikasi
bakteri
, yang mengubah
nitrat
menjadi
nitrogen
.
Bahan bakar direct-metanol
unik karena suhunya yang rendah, operasi pada tekanan atmofser, mengizinkan mereka dibuat kecil. Ditambah lagi dengan penyimpanan dan penanganan yang mudah dan aman membuat metanol dapat digunakan dalam perlengkapan elektronik.
|
---|
Alkohol
primer
(1°)
|
- Metanol
(
C
1
)
- Etanol
(
C
2
)
- 1-Propanol
(
C
3
)
- 1-Butanol
(
C
4
)
- 1-Pentanol
(
C
5
)
- 1-Heksanol
(
C
6
)
- 1-Heptanol
(
C
7
)
- 1-Oktanol
(kapril,
C
8
)
- 1-Nonanol
(pelargonik,
C
9
)
- 1-Dekanol
(kaprik,
C
10
)
- 1-Undekanol
(hendesil,
C
11
)
- 1-Dodekanol
(lauril,
C
12
)
- 1-Tridekanol
(
C
13
)
- 1-Tetradekanol
(miristil,
C
14
)
- 1-Pentadekanol
(
C
15
)
- 1-Heksadekanol
(setil/palmitil,
C
16
)
- 1-Heptadekanol
(
C
17
)
- 1-Oktadekanol
(stearil,
C
18
)
- 1-Nonadekanol
(
C
19
)
- 1-Ikosanol
(arakidil,
C
20
)
- 1-Heneikosanol (
C
21
)
- 1-Dokosanol
(behenil,
C
22
)
- 1-Trikosanol (
C
23
)
- 1-Tetrakosanol
(lignoseril,
C
24
)
- 1-Pentakosanol (
C
25
)
- 1-Heksakosanol
(seril,
C
26
)
- 1-Heptakosanol
(
C
27
)
- 1-Oktakosanol
(kluitil/montanil,
C
28
)
- 1-Nonakosanol
(
C
29
)
- 1-Triakontanol
(melisil/mirisil,
C
30
)
- 1-Hentriakontanol (
C
31
)
- 1-Dotriakontanol
(lakseril,
C
32
)
- 1-Tritriakontanol (
C
33
)
- 1-Tetratriakontanol (geddil,
C
34
)
- 1-Pentatriakontanol (
C
35
)
- 1-Heksatriakontanol (
C
36
)
- 1-Heptatriakontanol (
C
37
)
- 1-Oktatriakontanol (
C
38
)
- 1-Nonatriakontanol (
C
39
)
- 1-Tetrakontanol (
C
40
)
|
---|
Alkohol
primer
lainnya
| |
---|
Alkohol
sekunder (2°)
| |
---|
Alkohol
tersier (3°)
| |
---|
|