Синильная кислота

Синильная кислота
Общие
Систематическое наименование	Цианид водорода, нитридокарбонат​(1−)​ водорода
Традиционные названия	Гидроцианид; циановодород, синильная кислота
Хим. формула	HCN
Рац. формула	HCN
Физические свойства
Состояние	бесцветный ядовитый газ или бесцветная легколетучая жидкость с резким неприятным запахом
Молярная масса	27,0253 г/моль
Плотность	0,687 г/см³
Динамическая вязкость	0,201 Па·с
Энергия ионизации	13,6 эВ[3] и 13,6 эВ[4]
Термические свойства
Температура
• плавления	−13,4 °C
• кипения	26,7 °C
• вспышки	−17,8 °C
Пределы взрываемости	5,6 об.%[3]
Мол. теплоёмк.	(средняя для газа и жидкости) 1,97 Дж/(моль·К)
Давление пара	83 993,1 Па[3]
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты ${\displaystyle pK_{a}}$	9,21
Растворимость
• в воде	в любых пропорциях
Оптические свойства
Показатель преломления	1,2675
Структура
Дипольный момент	2,98 Д
Классификация
Рег. номер CAS	74-90-8
PubChem	768
Рег. номер EINECS	200-821-6
SMILES	C#N
InChI	InChI=1S/CHN/c1-2/h1H LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N
RTECS	MW6825000
ChEBI	18407
Номер ООН	1051
ChemSpider	748 и 19951400
Безопасность
Предельная концентрация	0,3 мг/м3 (максимально разовая) [1]
ЛД50	3,7 мг/кг (мыши, перорально) 1,0 мг/кг (человек)[2]
Токсичность	Чрезвычайно ядовита, СДЯВ
Пиктограммы ECB
NFPA 704	4 4 2
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Сини́льная (циа́нистоводоро́дная) кислота́ (гидроцианид, циа́нистый водоро́д, циа̀новодоро́д^[5]) — неорганическое химическое соединение с формулой HCN. Бесцветная, очень летучая, горючая, легкоподвижная, чрезвычайно ядовитая жидкость, имеющая неприятный запах^[6] (некоторые люди не способны ощущать её запах, порог чувствительности широко варьируется среди населения^[7][8]).

Синильная кислота содержится в некоторых растениях,

Смешивается во всех соотношениях с

Молекула HCN имеет линейное строение[9]^[10] с межатомными расстояниями H—C 0,1064 нм и C≡N 0,1156 нм и сильно полярна (электрический дипольный момент μ = 0,992⋅10⁻²⁹ Кл·м)^[6].

Безводный цианистый водород является сильно

Температура плавления: −13,29 °C, кипения: +25,65 °C. Плотность 0,71618 г/см³ при 0 °C, 0,68708 г/см³ при 0 °C^[6].

Температура кипения и концентрация газовой фазы водных растворов синильной кислоты очень резко изменятся в зависимости от концентрации жидкой фазы. Ниже представлены таблицы, показывающие соотнесение данных величин, где x - молярная доля в жидкой фазе, y - молярная доля в газовой фазе.

Критическое давление 4,95 МПа, критическая температура +183,5 °C, критическая плотность 0,195 г/см³^[6].

Коэффициент преломления n_D = 1,26136 (20 °C)^[6].

Энтальпия образования 132 кДж/моль, энтальпия плавления 8,41 кДж/моль, энтальпия испарения 25,2 кДж/моль. Энтальпия сгорания −663 кДж/моль. Энтропия 201,71 Дж/(моль·К) (при 298 К)^[6].

Удельное электрическое сопротивление жидкой синильной кислоты 10⁵ Ом·м[6].

Твёрдая синильная кислота при нормальном давлении существует в двух кристаллических модификациях. При температуре ниже −102,78 °C образует кристаллы

Пары синильной кислоты горят на воздухе фиолетовым пламенем с образованием Н₂О, СО и N₂. Температура самовоспламенения в воздухе 538 °C. Температура вспышки −18 °C. Взрывоопасная концентрация паров HCN в воздухе 4,9—39,7 %^[6].

В смеси кислорода с фтором горит с выделением большого количества тепла:

${\displaystyle {\mathsf {2HCN+O_{2}+F_{2}\rightarrow 2HF\uparrow +2CO\uparrow +N_{2}\uparrow +1020}}}$ кДж.

Синильная кислота широко применяется в органическом синтезе. Она реагирует с карбонильными соединениями, образуя циангидрины:

${\displaystyle {\mathsf {RR'C\!=\!O+HCN\rightarrow RR'C(OH)CN}}.}$

С хлором, бромом и иодом прямо образует циангалогениды:

${\displaystyle {\mathsf {X_{2}+HCN\rightarrow XCN+HX}}.}$

С галогеналканами — нитрилы (реакция Кольбе):

${\displaystyle {\mathsf {RX+HCN\rightarrow R\!-\!CN+HX}}.}$

С алкенами и алкинами реагирует, присоединяясь к кратным связям:

${\displaystyle {\mathsf {HCN+CH\!\equiv \!CH{\xrightarrow {Cu^{+}}}CH_{2}\!=\!CHCN}}.}$

${\displaystyle {\mathsf {HCN+CH_{2}\!=\!CH_{2}\ {\xrightarrow {Pd/Al_{2}O_{3}}}\ CH_{3}CH_{2}CN}}.}$

${\displaystyle {\mathsf {HCN+RCH\!=\!NH{\xrightarrow {Cu^{+}}}RCH(NH_{2})CN}}.}$

Легко

При разложении водой даёт формиат аммония, либо формамид:

${\displaystyle {\mathsf {HCN+2H_{2}O\rightarrow HCOONH_{4}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {HCN+H_{2}O\rightarrow HCONH_{2}}}}$

Цианогруппа в сочетании с железом даёт насыщенный ярко-синий цвет. Известное соединение берлинская лазурь, смесь гексацианоферратов с формулой Fe₇(CN)₁₈. Берлинскую лазурь получил в 1704 году немецкий мастер Иоганн Якоб Дисбах, готовивший краски для художников. И уже в 1782 шведский химик Карл Шееле получил из берлинской лазури синильную (синюю) кислоту.

Синильная кислота очень токсична и смертельно ядовита. Является веществом, вызывающим

В результате тканевой гипоксии, развивающейся под влиянием синильной кислоты, в первую очередь нарушаются функции центральной нервной системы.

В результате острого

Возможно, что вазодилатация, вызываемая нитропруссидом натрия, связана не только с образованием окиси азота (механизм, общий для действия всех сосудорасширяющих препаратов группы нитратов, таких как нитроглицерин, нитросорбид), но и с образованием цианида. Возможно, что эндогенный цианид и образующийся при его обезвреживании в организме тиоцианат играют роль в регуляции функций сердечно-сосудистой системы, в обеспечении вазодилатации и являются одними из эндогенных антигипертензивных веществ^[18].

В настоящий момент существуют три наиболее распространённых метода получения синильной кислоты в промышленных масштабах:

• Метод Андрусова — прямой синтез из аммиака и метана в присутствии воздуха и платинового катализатора при высокой температуре:

${\displaystyle {\mathsf {2NH_{3}+2CH_{4}+3O_{2}\xrightarrow {Pt} 2HCN\uparrow +6H_{2}O}}.}$

• Метод BMA (Blausäure aus Methan und Ammoniak), запатентованный фирмой Degussa: прямой синтез из аммиака и метана без воздуха в присутствии платинового катализатора при высокой температуре:

${\displaystyle {\mathsf {NH_{3}+CH_{4}\xrightarrow {Pt} HCN\uparrow +3H_{2}}}.}$

• Побочный продукт при производстве акрилонитрила путём окислительного аммонолиза пропилена.
• Реакцией цианида калия с водой и диоксидом углерода:

${\displaystyle {\mathsf {KCN+H_{2}O+CO_{2}\longrightarrow HCN\uparrow +KHCO_{3}}}}$

• Термическим разложением железосинеродистой и железистосинеродистой кислот:

${\displaystyle {\mathsf {2H_{3}[Fe(CN)_{6}]\ \xrightarrow {T} \ Fe[Fe(CN)_{6}]+6HCN\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {3H_{4}[Fe(CN)_{6}]\ \xrightarrow {100^{o}C} \ Fe_{2}[Fe(CN)_{6}]+12HCN\uparrow }}}$(в присутствии влаги)

• В Шавиниганском процессе углеводороды (например,
  солям щелочных металлов
  :

Эта реакция иногда является основой случайных отравлений, потому что кислота превращает нелетучую цианидную соль в газообразный циановодород.

• Реакцией монооксида углерода с аммиаком:

${\displaystyle {\mathsf {NH_{3}+CO\xrightarrow {ThO2} HCN\uparrow +H_{2}O}}.}$

• Фотолиз метана в бескислородной атмосфере:

${\textstyle {\mathsf {2CH_{4}+N_{2}\longrightarrow 2HCN\uparrow +3H_{2}\uparrow }}}$

Может быть получена в лабораторных условиях взаимодействием красной кровяной соли и разведённой кислоты:^[19]

${\displaystyle {\mathsf {K_{3}[Fe(CN)_{6}]+6HCl{\xrightarrow {}}\ 3KCl+FeCl_{3}+6HCN{\uparrow }}}}$

Является сырьём для получения

Впервые в роли

Соли синильной кислоты называются цианидами. Все цианиды, как и сама кислота, очень ядовиты. Цианиды подвержены сильному гидролизу. При хранении водных растворов цианидов при доступе диоксида углерода они разлагаются:

• ${\displaystyle {\mathsf {KCN+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow HCN\uparrow +KHCO_{3}}}}$
• ${\displaystyle {\mathsf {KCN+2H_{2}O\rightarrow NH_{3}\uparrow +HCOOK}}}$

Ион CN⁻ (изоэлектронный молекуле СО) входит как лиганд в большое число комплексных соединений d-элементов. Комплексные цианиды в растворах очень стабильны.

Цианиды тяжёлых металлов термически неустойчивы; в воде, кроме

Многие металлы при действии избытка цианида калия или цианида натрия дают комплексные соединения, что используется, например, для извлечения золота и серебра из руд:

${\displaystyle {\mathsf {8NaCN+4Au+O_{2}+2H_{2}O\rightarrow 4Na[Au(CN)_{2}]+4NaOH}}}$

Синильная кислота — сильнейший

:

• Мыши:
  • перорально (ORL-MUS LD₅₀) — 3,7 мг/кг;
  • при вдыхании (IHL-MUS LC₅₀) — 323 м.д.;
  • внутривенно (IVN-MUS LD₅₀) — 1 мг/кг.
• Кролики, внутривенно (IVN-RBT LD₅₀) < 1 мг/кг;
• Человек, минимальная опубликованная смертельная доза перорально (ORL-MAN LD_Lo) < 1 мг/кг.

При вдыхании синильной кислоты в небольших концентрациях наблюдается царапанье в горле, горький вкус во рту, головная боль, тошнота, рвота, боли за грудиной. При нарастании интоксикации уменьшается частота пульса, усиливается одышка, развиваются судороги, наступает потеря сознания. При этом цианоз отсутствует (содержание кислорода в крови достаточное, нарушена его утилизация в тканях). Подобно сероводороду, способна вызывать паралич обонятельного нерва даже при относительно небольших концентрациях, что повышает опасность при работе с ней.

При вдыхании синильной кислоты в высоких концентрациях или при попадании её внутрь появляются

потеря сознания вследствие паралича

дыхательного центра. Смерть может наступить в течение нескольких минут.

В организме человека метаболитом синильной кислоты является роданид (тиоцианат) SCN⁻, образующийся при её взаимодействии с серой под действием фермента роданазы.

Антидоты синильной кислоты

В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). Информация должна быть проверяема, иначе она может быть удалена. Вы можете отредактировать статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок. (12 мая 2011)

Для лечения отравлений синильной кислотой известно несколько

метиленовую синь, а также соли и эфиры азотистой кислоты

.

Сравнительная оценка антидотных средств:

амилнитрит совместно с тиосульфатом— от десяти доз, азотистокислый натрий совместно с тиосульфатом

 — от двадцати смертельных доз синильной кислоты.

Охрана труда

ПДК^[1] в воздухе рабочей зоны равна 0,3 мг/м³ (максимально разовая). По данным^[23] при опасной концентрации люди скорее всего не почувствуют запаха; а согласно^[24] порог восприятия запаха может быть 5,6 мг/м³.

Примечания

1. ↑ ^{1 2} (Роспотребнадзор). № 606. Гидроцианид (водород цианид; синильная кислота) // ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (рус.) / утверждены А.Ю. Поповой. — Москва, 2018. — С. 45. — 170 с. — (Санитарные правила). Архивировано 12 июня 2020 года.
2. ↑ Франке З. Химия отравляющих веществ. — 1973.
3. ↑ ^{1 2 3} http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0333.html
4. ↑ David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
5. ↑ Обычно под синильной кислотой в химии подразумевается водный раствор цианистого водорода, поэтому отождествление синильной кислоты с самим цианистым водородом, хотя и широко распространено, не вполне корректно.
6. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13} Смирнов С. К. Синильная кислота // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. Н. С. Зефиров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 4: Полимерные — Трипсин. — С. 352. — 639 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
7. doi:10.1017/S1120962300022071. [исправить
   ]
8. ↑ Cyanide, inability to smell  (неопр.). Online Mendelian Inheritance in Man. Дата обращения: 31 марта 2010. Архивировано 7 марта 2011 года.
9. ↑ Бобков С. С., Смирнов С. К., Синильная кислота, 1970, с. 26.
10. ↑ Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 1, 1973, с. 520.
11. ↑ Бобков С. С., Смирнов С. К. Синильная кислота (рус.) / под ред. Н. И. Урываловой. — Москва: Издательство "Химия", 1970. — С. 19. — 176 с.
12. Советская энциклопедия
    , 1984. — Т. 23 : Сахароза — Сосудистый тонус. — С. 272—274. — 544 с. : ил.
13. doi:10.2802/16028
    .
14. ↑ Ann-Christin Johnson and Thais C. Morata. 142. Occupational exposure to chemicals and hearing impairment (The Nordic Expert Group for Criteria Documentation of Health Risks from Chemicals) (англ.) / Kjell Torén ed. — Arbete och Hälsa, Vetenskaplig skriftserie 2010; 44 (4) ISSN 0346-7821. — Gothenburg, Sweden: University of Gothenburg, 2010. — 190 p. — (Arbete och Hälsa / Work and Health). — ISBN 978-91-85971-21-3. Архивировано 11 мая 2023 года. PDF Архивная копия от 24 мая 2023 на Wayback Machine
15. ↑ Коррозионная активность синильной кислоты
16. ↑
    doi:10.1016/S0006-8993(97)00659-8. — PMID 9369328. Архивировано
    23 сентября 2016 года.
17. doi:10.1016/j.neures.2004.01.006. — PMID 15099699. Архивировано
    24 сентября 2015 года.
18. ↑ Smith RP, Kruszyna H. Toxicology of some inorganic antihypertensive anions. // Fed Proc.. — Jan 1976. — Т. 35, вып. 35(1), № 1. — С. 69—72. — PMID 1245233.
19. ↑ Basset, 1924.
20. ↑ Сайт МСоЭС  (неопр.). Дата обращения: 4 июля 2009. Архивировано 12 июля 2009 года.
21. ↑ P.Clarke, L.Hardy, A.Williams «Executioners», London, 2008, page 493 (ISBN 978-0-70880-491-9)
22. ↑ Safety (MSDS) data for hydrogen cyanide  (неопр.). Дата обращения: 19 июня 2009. Архивировано 25 октября 2009 года.
23. МКХБ Международная организация труда. МКХБ № 0492. Синильная кислота (жидкая)  (рус.). www.ilo.org/dyn/icsc/ (2018). Дата обращения: 12 ноября 2019. Архивировано
    20 октября 2020 года.
24. ↑ Braker W. and A.L. Mossman. Matheson Gas Data Book (англ.). — 6th edition. — Basking Ridge, NJ: Matheson Gas, Lyndhurst, 1980. — 711 p.

См. также

• Изоцианиды

Литература

• Бобков С. С., Смирнов С. К. Синильная кислота. — М.: Химия, 1970. — 176 с.
• Карапетьянц М. Х. Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. — М.: Химия, 1994.
• Некрасов Б. В. Основы общей химии. — 3-е изд., испр. и доп.. — М.: Химия, 1973. — Т. 1. — 656 с.
• Basset H., Corbet A. S. CLXXI.—The hydrolysis of potassium ferricyanide and potassium cobalticyanide by sulphuric acid (англ.) //
  doi:10.1039/CT9242501358
  .