메탄올

Methanol chemcrack STD.png
Methanol chemcrack BNS.png
IUPAC 명칭 Methanol
영문 관용명 Methanol
Methyl alcohol
Wood spirit
한국어 메탄올
메틸 알코올
목정(木精)
일본어 メタノール [metano-ru]
メチルアルコール [mechiruaruko-ru]
중국어 甲醇 [jiǎchún][1]
木醇 [mùchún]
독일어 Methanol
Methylalkohol

1 개요[편집]

분자식 CH3OH. 메틸기(CH3-)에 하이드록시기(-OH)가 붙은 가장 간단한 형태의 알코올이다. 주변에서 볼 일은 거의 없지만 사실 모든 화학공업의 핵심이라고 할 수 있는 물질이기 때문에 전 세계적으로 엄청난 양이 생산된다. 이게 없으면 고분자, 섬유부터 시작해서 비료 등 기타화학제품, 연료는 물론이고 반도체공정까지 모든 화학공학 관련 산업이 올스톱이다. 현대 문명을 지탱하고 있는 화합물 중 하나라고 봐도 전혀 지나친 표현이 아니다.

술에 들어 있는 에탄올과는 다르게 인체에 대단히 치명적인 맹독성이기 때문에 절대로 마시면 안 된다. 불행하게도 매년 전세계적으로 공업용 메탄올을 사용해 만든 밀주로 인해서 수백명 이상이 비명에 죽고 있다.

2 주요 특성[편집]

CAS 일련번호 67-56-1
분자식 (분자량) CH3OH (32.04g mol-1)
상온 상압에서 성상 무색 투명한 액체
비중 0.792 (STP)
녹는점 / 끓는점 -97.6℃ / 64.7℃
용해도(물) 모든 조성에서 섞임

지방족 알코올 중 가장 간단한 형태의 알코올로 휘발성이 매우 높으며, 불에 매우 잘탄다. 초등학교에서 실험할 때 사용하는 알코올램프에 들어가는 알코올이 이 메탄올이다. 메틸기를 Me로 줄여 쓰는 관행이 있어서 MeOH라고도 표현한다. 냄새가 식용이 가능한 에탄올하고는 매우 다르다. 굉장히 석유틱한 냄새가 난다. 그러나 관련업계 종사자가 아닌 이상, 그리고 전문가라 해도 두 종류의 알코올을 며칠 간격을 두고 따로따로 냄새를 맡게 하면 비교가 안되어서 구분에 실패할 수도 있다. 조심하자.

물과 상분리되지 않고 모든 조성에서 완벽히 섞이는 5종의 단순 지방족 알코올 중 하나이다. 나머지 4개는 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, tert-부탄올.

3 제법 및 용도[편집]

3.1 제법[편집]

메탄올은 공업적으로 일산화탄소(CO)와 수소를 반응시켜서 대량으로 생산한다.[2]

Methanol chemcrack production.png


그 외에 메테인(CH4)을 메탄올로 전환하거나,[3] 최근 개발된 방법으로 태양광으로 에너지를 얻어서 이산화탄소(CO2)를 메탄올로 환원시키는 공정이 개발되어 있다. 쉽게 말하면 메탄올 연소의 역반응이다.[4]거꾸로 타는?

연간 메탄올 생산량은 2015년 기준으로 9,000만~1억 톤정도다.[5] 감이 안온다면 웬만한 중소형 수력발전 하나를 다 채울 수 있는 양으로, 채우고나서 25만분의 1 지도에 그 메탄올 호수를 그릴 수 있을 정도의 양이다. 흠좀무. 이 중 연간 8,000만톤정도를 사용한다고 한다.

3.2 용도[편집]

메탄올의 용도는 전술했듯이 셀 수 없을 정도로 많다. 대부분 지방족 올레핀이나 파라핀 등 다른 탄화수소로 전환되어 가솔린 등 연료로 사용되거나 고분자 등 합성화학제품의 원료로 사용된다. 생산된 메탄올을 산화시켜서 포름알데히드로 전환하여 다음 단계의 합성을 진행하거나, 아니면 메탄올을 직접 반응물 그 자체로 삼아서 올레핀 등 작은 탄화수소들을 만들기도 한다. 후자를 MTO/MTG(methanol-to-olefin/methanol-to-gasoline) 반응이라고 한다.[6]

또 메탄올 자체를 태워서 연료로 사용하거나, 산업현장, 연구현장에서 용매로 사용된다.

21세기 들어 연구가 활발해진 분야로 직접메탄올연료전지(DMFC, direct methanol fuel cell)의 연료로 사용되기도 한다.[7]

4 독성[편집]

메탄올은 에탄올과는 다르게 독성이 매우 강하다. 절대로 마실 생각도 해서는 안 된다. 고통스럽게 죽기 때문에 곱게 죽는 것과도 거리가 멀다. 메탄올을 마시게 되면 대사과정에서 산화되어 포름산을 만들며, 이 포름산이 시신경계를 공격해서 실명하게 된다. 응급처치가 전혀 이루어지지 않는 상황에서 약 10ml정도 마시면 시력은 포기해야 하며, 30ml정도 들이키면 생명에 치명적일 수 있다.[8] 100ml정도 마시게 되면 절반 가량은 넌 이미 죽어 있다.[9] 메탄올이 포름산으로 전환되면 을 작살내기 때문에 살아난다 해도 후유증이 크다. 또 포름산으로 전환된 후의 독성 뿐만 아니라 메탄올 그 자체만으로 중추신경계기능저하를 일으켜 사망에 이를 수 있다. 호흡저하, 심박저하가 수반된다.

메탄올을 의식적, 무의식적으로 들이켜서 사망하는 사고는 전세계에서 끊이지 않는다. 장치 부속 등에 들어 있는 메탄올을 끄집어 내서 마시고 죽는 사고도 종종 일어나고, 몇몇 개발도상국에서는 2015년 현재까지도 공업용 메탄올을 만들어 시중에 유통시켜서 수백명씩 골로 보내는 참사도 드물지 않게 벌어진다. 인도에서는 지난 30년간 1,000명이 넘게 죽었다. 인도 정부과 경찰이 메탄올이라고 하면 아주 학을 떼고 사전에 잡아들이려 애쓰지만 워낙 사람도 많고 복잡해서 공권력이 모든 것을 통제하지 못하고 있다. 집계가 안된 것까지 합치면 심각한 문제인 셈. 실제로 공업용 메탄올은 생수보다도 싸기 때문에 남의 생명따위는 아랑곳하지 않는 비양심의 극치와 물욕이 버무려져 빚어낸 사고들이다.메탄올 사고 관련 WHO보고서

메탄올은 자동차 워셔액이나 부동액, 작업용 바니쉬나 신나 등에 포함되어 있다. 순수한 에탄올을 음용 목적으로 유통하는 것을 막기 위해서 일부러 첨가하기도 한다. 제대로 된 주류(酒類)가 아니면 절대로 고프다고 마시지 말자. 즉시 다윈상 후보에 오를 수 있다(...) 실제로 2012년 다윈상 2위 수상자가 술병에 담아놓은 워셔액을 원샷하고 메탄올 중독으로 죽어서 수상했다(...) 중국에서 들여오는 박카스병만한 이과두주에 메탄올이 혼합되어 있을 수 있다는 도시전설같지 않은 도시전설도 있다.

다이어트 콜라 등에 들어가는 인공감미료아스파탐의 대사과정에서 소량 생성되지만 건강에 위해될 정도는 아니니 겁먹을 필요는 없다. 실제로 소량의 메탄올 정도는 생체 내에서 자연적으로 생기고 없어진다.[10]

대단히 아이러니컬한 것은 메탄올은 맹독성이지만 발암물질로 분류되어 있지 않고, 하루가 멀다 하고 들이 마시는에탄올은 WHO산하 국제 암연구소(IARC)가 인증한 1급 발암물질이라는 것이다. 빨리 죽느냐 늦게 죽느냐의 차이인 듯

4.1 응급조치[편집]

최초 발견자는 묻지도 따지지도 말고 즉시 119를 부르고 환자가 언제, 얼마나 마셨는지를 가능한한 파악하려 노력해야 한다. 중요한 사항으로 의료인력의 지시 없이 억지로 토하게 해서는 안 된다. 사태가 심각해질 수 있다. 주변에 소주나 제대로 된 도수가 높은 증류주를 먹이는 것도 응급조치가 될 수 있다. 에탄올을 메탄올과 경쟁시켜서 상대적인 독성을 낮추는 방법이다. 하지만 절대로 궁극적인 치료방법이 될 수도 없고 잘 해봐야 본전 조금 넘길 수 있는 방법이니 최대한 빨리 의료시설에 접촉할 방법부터 강구해야 한다. 구조대가 도착하면 환자가 얼마나 마셨는지, 언제 마셨는지를 이야기해 주어야 한다.[11]

응급실에 도착하면 포메피라졸(fomepirazole, 또는 4-methylpirazole)을 투여하는 치료를 한다. 포메피라졸은 에 있는 알코올탈수소화 효소에 저해제로 작용해서 포름산의 체내 생성을 최대한 억제한다.[12] 에틸렌글리콜 치료 방법과 대동소이하다. 하지만 포름산의 생성을 막았다 하더라도 메탄올 자체의 독성도 있기 때문에 애당초 조심하는 것이 첩경이다.

5 같이 보기[편집]

6 각주

  1. 甲은 메틸기를, 醇은 알코올을 뜻한다
  2. 이 일산화탄소와 수소, 그리고 약간의 이산화탄소의 혼합물을 합성가스(synthetic gas, 약칭 syngas)라고 부르며, 화학공학과에 진학하면 주구장창 접할 수 있는 용어이다. 일산화탄소와 수소는 석유와 석탄에서 얻는다.
  3. Alayon, E. M. C.; Nachtegaal, M.; Ranocchiari, M.; Van Bokhoven, J. A. (2012). "Catalytic Conversion of Methane to Methanol Using Cu-Zeolites". CHIMIA International Journal for Chemistry 66 (9): 668–674
  4. http://www.gizmag.com/photochemical-photosynthesis-uta-co2-methanol/26766/
  5. PEMEX사 시장조사 http://www.ptq.pemex.com/productosyservicios/eventosdescargas/Documents/Foro%20PEMEX%20Petroqu%C3%ADmica/2012/PEMEX_DJohnson.pdf
  6. M. Salmasi, S. Fatemi, S.J. Hashemi, MTO reaction over SAPO-34 catalysts synthesized by combination of TEAOH and morpholine templates and different silica sources, Scientia Iranica, Volume 19, Issue 6, December 2012, Pages 1632-1637
  7. R. Dillon, S. Srinivasan, A.S. Aricò, V. Antonucci, International activities in DMFC R&D: status of technologies and potential applications, Journal of Power Sources, Volume 127, Issues 1–2, 10 March 2004, Pages 112-126
  8. Vale A (2007). "Methanol". Medicine 35 (12): 633–4
  9. http://web.archive.org/web/20111005043548/http://www.antizol.com/mpoisono.htm
  10. Lindinger, W; Taucher, J; Jordan, A; Hansel, A; Vogel, W (1997). "Endogenous production of methanol after the consumption of fruit". Alcoholism, clinical and experimental research 21 (5): 939–43
  11. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/002680.htm
  12. Casavant MJ (January 2001). "Fomepizole in the treatment of poisoning". Pediatrics 107 (1): 170