Jak zjistit přítomnost metanolu?

Vzhledem k těkavosti metylalkoholu při jeho izolaci z biologického materiálu destilací vodní párou musí být sběrač destilátu chlazen studenou vodou nebo ledem. Výsledný destilát ve většině případů obsahuje malé množství metylalkoholu. Proto se tento destilát podrobí dvojité nebo trojité destilaci se zpětným chladičem (viz kapitola IV, § 5). Teprve po refluxu se zjišťuje přítomnost metylalkoholu v destilátu.

K detekci metylalkoholu se používá omezený počet reakcí na tento alkohol. Většina z nich se provádí po přeměně na formaldehyd. Přítomnost metylalkoholu lze prokázat reakcí s kyselinou salicylovou.

Reakce tvorby methylesteru kyseliny salicylové. Do zkumavky se přidá 1 ml destilátu nebo jiného zkušebního roztoku, přidá se 0,03-0,05 g kyseliny salicylové a 2 ml koncentrované kyseliny sírové a poté se směs opatrně zahřívá na plameni hořáku. V přítomnosti methylalkoholu ve zkušebním roztoku je cítit charakteristický zápach methylesteru kyseliny salicylové:

Pomocí této reakce lze ve vzorku detekovat dalších 0,3 mg metylalkoholu.

Tato reakce není specifická, protože za výše uvedených podmínek tvoří ethylalkohol s kyselinou salicylovou ethylester, jehož vůně připomíná vůni metylesteru kyseliny salicylové.

Oxidace methylalkoholu. Většina reakcí pro detekci metylalkoholu je založena na jeho oxidaci na formaldehyd a jeho stanovení pomocí barvících reakcí.

Než se přistoupí k oxidaci metylalkoholu na formaldehyd, je nutné zkontrolovat přítomnost tohoto aldehydu ve zkušebním roztoku.

K oxidaci metylalkoholu na formaldehyd se používají manganistan draselný nebo jiná oxidační činidla:

Když ionty manganu reagují s přebytkem manganistanu draselného, ​​může se vytvořit oxid manganitý (IV):

K navázání přebytečného manganistanu draselného a oxidu manganičitého se přidává siřičitan sodný nebo jiná redukční činidla (hydrosiřičitan sodný, kyselina šťavelová atd.).

Bylo popsáno několik variant oxidační reakce metylalkoholu. Volba těchto možností závisí na obsahu metylalkoholu ve vzorku a na objemu zkušebního roztoku.

1. Ke 2 ml zkušebního roztoku nebo destilátu se přidá 1 ml roztoku manganistanu draselného obsahujícího kyselinu fosforečnou (směs 100 ml 3% roztoku manganistanu draselného a 15 ml 87% roztoku kyseliny fosforečné). Kapalina se zahřívá na 50 C ve vodní lázni po dobu 10 minut, poté se přidá 1 ml 5% roztoku kyseliny šťavelové ve zředěné (1:1) kyselině sírové k odstranění přebytečného oxidačního činidla.

2. Přidejte kapku testovacího roztoku do mikrozkumavky, přidejte kapku 5% roztoku kyseliny fosforečné a kapku 5% roztoku manganistanu draselného. Kapalina se důkladně míchá po dobu 1 minuty, přidá se malé množství pevného hydrosiřičitanu sodného a poté se obsah zkumavky protřepává, dokud se nezbarví. Pokud se ve zkumavce objeví nerozpustná hnědá sraženina oxidu manganičitého, přidejte kapku roztoku kyseliny fosforečné a trochu hydrogensiřičitanu sodného.

Detekce metylalkoholu po jeho oxidaci. Po oxidaci methylalkoholu na formaldehyd se formaldehyd stanoví reakcemi s kyselinou chromotropní, kyselinou fuchsin-sírovou a resorcinolem. Tyto reakce jsou popsány výše (viz kapitola IV, § 7).

Z těchto reakcí je reakce s kyselinou chromotropní specifická pro metylalkohol (po jeho oxidaci). Ethyl, propyl, butyl, amyl a isoamylalkoholy tuto reakci neposkytují. Některé látky obsahující alkoholové skupiny mohou při provádění této reakce vytvářet žluté nebo hnědé zbarvení.

Mikrodifuzní metoda. Detekce metylalkoholu mikrodifuzní metodou je uvedena výše (viz kapitola III, § 3).

Předběžný test na metyl a etylalkoholy v moči a krvi. Metylalkohol lze zjistit v moči a krvi pomocí předběžného testu popsaného níže. K 1 ml moči přidejte 1 ml 10% roztoku dichromanu draselného v 50% roztoku kyseliny sírové. Vzhled zelené barvy indikuje přítomnost methyl a ethyl alkoholů v moči. V přítomnosti 150 mg % těchto alkoholů v moči se barva objeví do 10 s a v množství přesahujícím 75 mg % do 45 s.

Protože tato reakce je dána některými jinými alkoholy a sloučeninami, které mohou být oxidovány dichromanem draselným, musí být pozitivní výsledky této reakce potvrzeny dalšími předběžnými testy, které jsou popsány níže.

a) 5 ml krve nebo 10 ml moči se zavede do aparatury na destilaci toxických látek vodní párou a provede se destilace. Odebírá se prvních 5 ml destilátu, ve kterém se zjišťuje přítomnost methyl nebo ethylalkoholu. Za tímto účelem se 1 ml destilátu smíchá s 1 ml 50% roztoku kyseliny sírové a 0,1 g salicylátu sodného a poté se směs zahřívá ve vodní lázni. Výskyt charakteristického zápachu methylsalicylátu nebo ethylsalicylátu ukazuje na přítomnost odpovídajícího alkoholu v destilátu;

b) do 2 ml výše uvedeného destilátu přidejte 1-2 kapky 10°/o roztoku hydroxidu sodného a poté několik kapek roztoku jódu v jodidu draselném, dokud se neobjeví trvalé žluté zbarvení. Směs se poté zahřívá ve vodní lázni. Tvorba žlutých krystalů nebo výskyt specifického zápachu jodoformu naznačuje, že v moči nebo krvi je ethylalkohol. Tato reakce není rušena přítomností metylalkoholu v destilátu. Aceton dává stejnou reakci jako ethylalkohol;

c) do zkumavky přidejte 2 ml destilátu a po kapkách přidávejte 5% roztok manganistanu draselného, ​​dokud manganistan nepřestane barvit. Poté se do zkumavky přikape 10% roztok kyseliny šťavelové, dokud se roztok nezbarví. Poté přidejte další kapku roztoku kyseliny šťavelové. Do této kapaliny se přidá 0,1 g kyseliny chromotropní a po stěnách zkumavky se opatrně nalije 1,5 ml koncentrované kyseliny sírové tak, aby se kyselina dostala pod destilát a nemísila se s ním. Výskyt červené nebo fialové barvy na rozhraní mezi dvěma kapalinami ukazuje na přítomnost metylalkoholu v destilátu.

Tento předběžný test se používá k detekci methyl a ethyl alkoholů v moči a krvi.

Přenosný senzor metanolu kompatibilní s chytrým telefonem vám umožní rychle a přesně určit jeho koncentraci v alkoholickém nápoji doma. Jak říká článek Přírodní jídlo, schopnost konzistentně a selektivně měřit koncentrace metanolu a etanolu ve směsi plynů, stejně jako testování na skutečných alkoholických nápojích, odlišuje toto zařízení od svých předchůdců. Aplikace pro chytré telefony vám v závislosti na koncentraci etanolu řekne, zda je koncentrace metanolu v konkrétním nápoji nebezpečná.

Během období 2017-2019 skončilo v nemocnicích kvůli otravě metanolem asi sedm tisíc lidí po celém světě (převážně v Asii). Více než 1888 1200 dalších lidí zemřelo kvůli vniknutí metanolu do těla při konzumaci náhradních alkoholických nápojů, ve kterých koncentrace metanolu překračovala povolené normy. V Rusku je podle Rospotrebnadzor ročně zaznamenáno asi 80 případů akutní otravy metanolem, z toho 1100 procent je smrtelných. Ne vždy se však metanol do silných nápojů dostane kvůli nekalým úmyslům: při fermentaci pektinu, ke které dochází při výrobě ovocných alkoholů, se uvolní až 100 gramů metanolu na 2,4 litrů vína. Při porušení technologie destilace (destilace) ovocných alkoholů může být objemový zlomek metanolu až XNUMX objemového procenta, přičemž bezohlední výrobci mohou záměrně přidávat metanol do alkoholických nápojů, aby zlevnili výrobu.

Nebezpečí metanolu při konzumaci spočívá ve smrtící syntéze – vzniku vysoce toxických sloučenin z málo toxických. Metanol sám přímo působí na centrální nervový systém, způsobuje rychlou intoxikaci alkoholem (doslova během pár minut) a jeho nebezpečné metabolity – formaldehyd a kyselina mravenčí – narušují tkáňové dýchání a posouvají pH krve na kyselou stranu. V takových stavech dochází k otoku mozkových struktur, který stlačuje zrakový nerv a způsobuje poškození zraku, včetně slepoty. Smrt nastává podle různých zdrojů při jednorázové spotřebě 30-100 mililitrů metanolu. Protijed na otravu metanolem je ethanol: afinita alkoholdehydrogenázy – enzymu odpovědného za metabolismus alkoholů v těle – k ethylalkoholu je 7-9krát vyšší než u metylalkoholu, takže enzym začíná interagovat s ethanolem a methanol se z těla vylučuje v nezměněné podobě.

Ke stanovení metanolu v kapalinách se dnes používá chromatografie, jedná se však výhradně o laboratorní metodu. Kompaktnější plynové senzory, jako jsou fluorescenční silikagelové desky nebo hliníkem dopovaná nanovlákna oxidu niklu, detekují metanol ve směsi plynů nad nápoji, ale mohou být nespolehlivé kvůli nedostatečným detekčním limitům a neschopnosti rozlišit metanol od ethanolu v pozadí. Navíc takové senzory nebyly oficiálně testovány na skutečných alkoholických nápojích. Skupina inženýrů vedená Sebastianem Abeggem z Federálního technologického institutu v Curychu se tento problém pokusila vyřešit vytvořením přenosného senzoru metanolu a etanolu s funkcí kvantitativního počítání obou alkoholů s jejich předběžným oddělením ze směsi plynů.

Princip činnosti zařízení je následující: pomocí pumpy se vzorek vzduchu z horního prostoru nádoby dostane do kolony s porézním polymerem na bázi 2,6-difenylenoxidu, kde se dočasně zadrží methanol a etanol. Metanol se uvolňuje jako první a maxima na senzoru dosáhne po 1,5 minutě, etanol se začne uvolňovat později (1,9 minuty u Stroh rumu a 3,8 minuty u piva). Vysoce citlivý senzor, založený na plamenem potažených nanočásticích oxidu cíničitého dopovaného palladiem, detekuje obě chemikálie sekvenčně, a tedy selektivně. Současná kvantifikace methanolu a ethanolu je kritická, protože zákonné koncentrační limity a toxicita metanolu závisí na koncentraci ethanolu. Zařízení přenáší výsledky měření do chytrého telefonu přes WI-FI nebo Bluetooth a aplikace zobrazuje koncentraci etanolu a metanolu v reálném čase. Aplikace je kompatibilní se systémy Android a iOS

Výzkumníci testovali senzor metanolu, který vytvořili, na 89 vzorcích piva, saké, vína (z pěti kontinentů), likéru Baileys, rakouského rumu Stroh, měsíčku a nápojů na bázi třešňového a hruškového alkoholu. Zařízení určuje koncentraci metanolu v rozmezí tří řádů – od 0,01 objemových procent do 10 objemových procent s relativní chybou 19,5 procenta a korelací více než 90 procent. V průběhu 107 dnů přístroj vykazoval stabilní a opakovatelné výsledky.

Metanol má však uplatnění v mnoha odvětvích technologie, například jako palivo. Vědci nedávno testovali dron poháněný metylalkoholem. Ve vzduchu dokázal vydržet 12 hodin.