Methanal

Fach Chemie

Klasse 9

Autor Joker2017

Veröffentlicht am 16.07.2018

Schlagwörter

Methanal

Zusammenfassung

Dieses Referat befasst sich mit dem Thema Methanal. Es wird auf dessen chemische Eigenschaften eingegangen. Außerdem wird die Verwendung von Methanal erklärt und die Gefahren und Risiken von Methanal erläutert.

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Bei der chemischen Verbindung Methanal handelt es sich um das einfachste Aldehyd. Der Trivalname von Methanal ist Formaldehyd. Der IUPAC Name leitet sich vom Methan ab, indem der Suffix –al für Aldehyd angehängt wird. Der Trivialname stammt auch dem Lateinischen. Hauptteil ist fas lateinische Wort formica, was übersetzt Ameise bedeutet. Der Name kommt daher, da Methanal durch die Oxidation in Ameisensäure bzw. Methansäure umgewandelt werden kann.

Entdeckung

Der Entdecker des Formaldehyds war der russische Chemiker Alexander Michailowitsch Butlerow im Jahre 1855. Die erste technische Darstellung wurde jedoch erst zwölf Jahre später umgesetzt. Ab dem Beginn des 20. Jahrhunderts stieg der Bedarf an Methanal, nach der Entdeckung von Harnstoffharzen stark an.

Natürliches Vorkommen

Formaldehyd kommt als natürlicher Stoff in den Zellen von Säugetieren bei deren Stoffwechsel als Zwischenprodukt vor. Dies gilt auch für den Menschen. Im menschlichen Körper werden pro Tag ungefähr 50 Gramm Formaldehyd gebildet und abgebaut. Das Blut von Säugetieren enthält Formaldehyd, pro Liter ungefähr zwei bis drei Milligramm. Ein anderes natürliches Vorkommen von Formaldehyd ist die Photooxidation in der Atmosphäre. Es kommt ebenfalls in einigen Obstsorten, wie beispielsweise Äpfeln und Weintrauben vor, wie auch in Holz. Darüber hinaus entsteht es bei unvollständigen Verbrennungen und weiteren Oxidationsvorgängen. Formaldehydvorkommen sind auch im Weltall bereits nachgewiesen worden. Dies wurde mit Hilfe der Radioastronomie getestet.

Verwendung von Formaldehyd

Formaldehyd wird als Grundstoff zur Produktion von verschiedenen Kunststoffarten, wie beispielsweise Galalith oder auch POM verwendet. Bei der Verbrennung des POM wird das Formaldehyd nach der Verbrennung als Verbrennungsprodukt wieder freigesetzt. Der Formaldehyd wird durch den chemischen Prozess der katalytischen Oxidation von Methanol erzeugt. Hierfür werden zwei verschiedene Verfahren verwendet.

Zum einen das Silberverfahren, bei dem das metallische Silber als Katalysator zum Einsatz kommt und zum anderen das Metalloxidverfahren, bei dem verschiedene Metalloxide als Katalysator benutzt werden. Beide Verfahren haben ihre eigenen Vorteile und Nachteile. Beim Silberverfahren muss der Katalysator häufig getauscht werden. Die stattfindende Reaktion, ist eine exotherme Reaktion. Das bedeutet, dass das heiße Gasgemisch zur Vermeidung von Nebenreaktionen schnellstmöglich, herunter gekühlt werden muss. Die anfallende Reaktionswärme kann dann zur Erzeugung von heißem Dampf verwendet werden.

Stoffeigenschaften von Formaldehyd
Bei Formaldehyd handelt es sich um ein, bei Raumtemperatur, farbloses, stechend riechendes, Gas.
Formaldehyd ist gut in Wasser löslich. Es bildet sich in wässriger Lösung das Aldehydhydrat. Das Gleichgewicht dieser chemischen Reaktion liegt fast komplett auf der Seite des Hydrats, welches schwach sauer reagiert.

Wichtige Kenngrößen und Eigenschaften

Formaldehyd bildet mit Sauerstoff explosionsfähige Gemische. Der Explosionsbereich liegt zwischen 7 Vol. % und 73 Vol. %.
Formaldehyd kann unter Umständen Allergien, Hautreizungen, Atemwegsreizungen und Augenreizungen hervorrufen. Ab einer Konzentration von 30ml/m³ kann Formaldehyd für den Menschen lebensgefährlich werden, da bei dieser Konzentration ein toxisches Lungenödem oder eine Pneumonie auftreten kann. Bei einer längerfristigen Aussetzung und regelmäßigem Kontakt mit Formaldehyd kann das Gedächtnis, die Konzentrationsfähigkeit und der Schlaf des Menschen beeinträchtigt werden.

Die Hauptursache der Formaldehydvergiftungen ist kein direkter Kontakt, sondern der Verzehr von gepanschtem Alkohol. Hierbei wird das enthaltene Methanal zunächst in Formaldehyd umgewandelt, welches dann schnell in Ameisensäure übergeht. Diese kann vom Stoffwechsel nur langsam verarbeitet werden, was zu einer Azidose führen kann. Formaldehydvergiftungen können zur völligen Erblindung des Patienten führen.

Einstufung von Formaldehyd

Seit dem 01. April 2015 gilt Formaldehyd als „wahrscheinlich karzinogen beim Menschen“. Bei Labortests und Tierversuchen mit Ratten konnte die karzinogene Wirkung von Formaldehyd bereits nachgewiesen werden, wenn die Formaldehydkonzentration sehr hoch war, ab 6 ml/m³. Bereits seit 1995 war Formaldehyd von der Weltgesundheitsorganisation mit „Verdacht auf krebserregende Wirkung“ eingestuft.

Diese Einstufung wurde im Jahre 2004 in „krebserregend für den Menschen“ umgeändert. Es wurden im Laufe der Zeit weitere Tests und Experimente durchgeführt, um die Gefahren durch Formaldehyd für den Menschen und die Umwelt noch besser einschätzen zu können. Der Hintergrund für die derzeit aktuelle Einstufung der Weltgesundheitsorganisation ist eine Studie, welche mit Industriearbeitern durchgeführt wurde. Diese waren über einen längeren Zeitraum, welcher mehrere Jahre umfasste, dauerhaft Formaldehyd ausgesetzt. Sie wiesen eine erhöhte Sterblichkeit durch Krebserkrankungen des Nasen – Rachenraumes auf.

Durch diese Studie der Weltgesundheitsorganisation hat das Bundesinstitut für Risikobewertung entschieden, die krebsauslösenden Faktoren von Formaldehyd neu zu untersuchen und neu zu beurteilen. Seit dem Jahre 2006 gilt es für das Bundesinstitut für Risikobewertung als hinreichend belegt, dass Formaldehyd bei Aufnahme über die Atemluft eine krebserzeugende Wirkung hat. Das Ausmaß dieser Risiken für den Menschen hängen von der jeweiligen Formaldehydkonzentration und der Länge der Aussetzung mit diesem Stoff ab. In anderen Ländern werden die gesundheitlichen Risiken von Formaldehyd für den Menschen und die Umwelt unterschiedlich bewertet.

In den vereinigten Staaten von Amerika beispielsweise, wurde der Formaldehyd im Jahre 1918 im bericht über Krebserregende Stoffe, zunächst nur als „Verdacht der krebserzeugenden Wirkung“ beim Menschen eingestuft. Somit wurden die Gefahren von Formaldehyd lange Zeit unterschätzt. Seit Sommer 2011 stuft auch das Gesundheitsministerium der vereinigten Staaten von Amerika des Formaldehyds als krebserzeugend für den Menschen ein, da diese Wirkung als wissenschaftlich ausreichend belegt gilt.