Hidrociánsav | |||
---|---|---|---|
| |||
Tábornok | |||
Szisztematikus név |
Hidrogén-cianid, hidrogén-cianid | ||
Hagyományos nevek | Hidrocianid; hidrogén-cianid, hidrogén-cianid | ||
Chem. képlet | HCN | ||
Patkány. képlet | HCN | ||
Fizikai tulajdonságok | |||
Állapot | színtelen mérgező gáz vagy színtelen, szúrós szagú illékony folyadék | ||
Moláris tömeg | 27,0253 g/ mol | ||
Sűrűség | 0,687 g/cm³ | ||
Dinamikus viszkozitás | 0,201 Pa s | ||
Ionizációs energia | 13,6 ± 0,1 eV [2] | ||
Termikus tulajdonságok | |||
Hőfok | |||
• olvadás | -13,4°C | ||
• forralás | 26,7 °C | ||
• villog | -17,8°C | ||
Robbanási határok | 5,6 ± 0,1 térfogat% [2] | ||
Mol. hőkapacitás | (átlag gáz és folyadék esetén) 1,97 J/(mol K) | ||
Gőznyomás | 630 ± 1 Hgmm [2] | ||
Kémiai tulajdonságok | |||
Sav disszociációs állandó | 9.21 | ||
Oldhatóság | |||
• vízben | bármilyen arányban | ||
Optikai tulajdonságok | |||
Törésmutató | 1,2675 | ||
Szerkezet | |||
Dipólmomentum | 2,98 D | ||
Osztályozás | |||
Reg. CAS szám | 74-90-8 | ||
PubChem | 768 | ||
Reg. EINECS szám | 200-821-6 | ||
MOSOLYOK | C#N | ||
InChI | InChI=1S/CHN/cl-2/h1HLELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N | ||
RTECS | MW6825000 | ||
CHEBI | 18407 | ||
ENSZ szám | 1051 | ||
ChemSpider | 748 és 19951400 | ||
Biztonság | |||
Korlátozza a koncentrációt | 0,3 mg / m 3 (maximum egyszeri) [1] | ||
LD 50 | 3,7 mg/kg (egerek, szájon át) | ||
Toxicitás | Rendkívül mérgező, SDYAV | ||
EKB ikonok | |||
NFPA 704 | négy négy 2 | ||
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve. | |||
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
A hidrogén- cianid (hidrogén-cianid ) ( hidrogén-cianid , hidrogén-cianid , hidrogén-cianid [3] ) egy kémiai vegyület, amelynek képlete HCN. Színtelen, erősen illékony, erősen mozgékony, kellemetlen szagú , mérgező folyadék [4] (egyesek nem érzik a szagát, az érzékenységi küszöb a populáción belül igen eltérő [5] [6] ).
A hidrogén-ciánsav megtalálható egyes növényekben, kokszolókemence-gázban , dohányfüstben, és a nejlon , poliuretánok hőbomlása során szabadul fel .
Vízzel , etanollal , dietil - éterrel minden arányban elegyíthető . Sok más alkohollal és éterrel, aromás szénhidrogénnel és szén-tetrakloriddal is elegyedik [4] .
A HCN molekula lineáris szerkezetű [7] [8] , atomközi távolsága H–C 0,1064 nm és C≡N 0,1156 nm , és erősen poláris ( elektromos dipólusmomentum μ = 0,992⋅10 −29 C m ) [4] .
A vízmentes hidrogén-cianid erősen ionizáló oldószer, a benne oldott elektrolitok jól disszociálnak ionokká. Relatív permittivitása 25 °C-on [4] 106,8 (nagyobb, mint a vízé ). Ennek oka a poláris HCN molekulák lineáris asszociációja a hidrogénkötések képződése következtében .
Olvadáspont -13,29 °C, forráspont +25,65 °C. Sűrűség 0,71618 g/cm 3 0 °C-on, 0,68708 g/cm 3 0 °C-on [4] .
Kritikus nyomás 4,95 MPa, kritikus hőmérséklet +183,5 °C, kritikus sűrűség 0,195 g/cm 3 [4] .
Törésmutató n D = 1,26136 (20 °C) [4] .
A képződés entalpiája 132 kJ/mol, az olvadási entalpiája 8,41 kJ/mol, a párolgási entalpiája 25,2 kJ/mol. Égési entalpia –663 kJ/mol. Entrópia 201,71 J / (mol K) (298 K-en) [4] .
Dinamikus viszkozitás 0,183 mPa·s, kinematikai viszkozitás 17,78 mN/m [4] .
A folyékony hidrogén-cianid fajlagos elektromos ellenállása 10 5 Ohm·m [4] .
A szilárd hidrogén-cianid normál nyomáson két kristálymódosulatban létezik. -102,78 °C alatti hőmérsékleten rombos kristályokat képez , I. tércsoport 2 mm , cella paraméterei a = 0,413 nm , b = 0,485 nm , c = 0,434 nm , Z = 2 . E hőmérséklet felett tetragonális kristályokká alakul át , I. tércsoport 4 mm , cellaparaméterek a = 0,463 nm , c = 0,434 nm , Z = 2 [4] .
Nagyon gyenge egybázisú sav : disszociációs állandója Ka = 1,32⋅10 −9 , pK a = 8,88 (18 °C-on) [ 4] . Fémekkel - cianidokkal sókat képez . Kölcsönhatásba lép az alkáli- és alkáliföldfémek oxidjaival és hidroxidjaival .
A hidrogén-cianid gőzei a levegőben ibolyaszínű lánggal égnek, és H 2 O, CO és N 2 keletkeznek . Az öngyulladási hőmérséklet levegőben 538 °C. Lobbanáspont -18 °C. A HCN gőzök robbanásveszélyes koncentrációja a levegőben 4,9–39,7% [4] .
Oxigén és fluor keverékében nagy mennyiségű hő felszabadulásával ég:
kJ.A hidrogén-ciánsavat széles körben használják a szerves szintézisben. Reagál karbonilvegyületekkel cianohidrineket képezve :
Klórral , brómmal és jóddal közvetlenül cianid-halogenidek keletkeznek :
Haloalkánokkal - nitrilekkel (Kolbe-reakció):
Több kötés hozzáadásával reagál alkénekekkel és alkinokkal :
Könnyen polimerizálódik bázis jelenlétében (gyakran robbanással). Adduktokat képez , pl. HCN-CuCl.
Vízzel lebontva ammónium-formiátot vagy formamidot ad
A cianocsoport vassal kombinálva gazdag élénkkék színt ad. Jól ismert vegyület a poroszkék , hexaciano-ferrátok Fe7(CN)18 képletû keveréke. A porosz kéket 1704-ben kapta meg Johann Jakob Diesbach német mester, aki festékeket készített a művészek számára. És már 1782-ben Karl Scheele svéd kémikus hidrogén-ciánsavat (kék) nyert a porosz kékből.
A hidrogén-cianid nagyon mérgező és halálosan mérgező. Ez egy olyan anyag, amely a szövettípus oxigénéhezését okozza [9] . Ugyanakkor mind az artériás , mind a vénás vérben magas oxigéntartalom figyelhető meg, és így csökken az arterio-vénás különbség, a szövetek oxigénfogyasztásának éles csökkenése és a szén-dioxid képződésének csökkenése bennük . A hidrogén-cianid és sói a vérben oldva eljutnak a szövetekbe, ahol kölcsönhatásba lépnek a vas- citokróm-oxidáz háromértékű formájával . Cianiddal kombinálva a citokróm - oxidáz elveszíti azon képességét , hogy elektronokat adjon át molekuláris oxigénnek . Az oxidáció végső láncszemének meghibásodása miatt a teljes légzési lánc blokkolódik, és szöveti hipoxia alakul ki . Az artériás vérrel az oxigén megfelelő mennyiségben jut el a szövetekhez, de nem szívódik fel, és változatlan formában jut át a vénás ágyba. Ugyanakkor a makroergek képződési folyamatai , amelyek a különböző szervek és rendszerek normális működéséhez szükségesek, megszakadnak. Aktiválódik a glikolízis , vagyis újraépül az aerobról az anaerobra való csere . Más enzimek aktivitása is elnyomott - kataláz , peroxidáz , laktát-dehidrogenáz .
A hidrogén-ciánsav hatására kialakuló szöveti hipoxia következtében elsősorban a központi idegrendszer működése károsodik .
Az akut mérgezés következtében a légzés gyakorisága és mélysége meredeken megnövekszik . A kialakuló légszomj a szervezet hipoxiára adott kompenzációs reakciójának tekintendő . A hidrogén-cianid légzést serkentő hatása a carotis sinus kemoreceptorainak gerjesztésének és a méregnek a légzőközpont sejtjeire gyakorolt közvetlen hatásának köszönhető. A légzés kezdeti gerjesztését a mérgezés kialakulása során felváltja annak teljes leállásáig tartó elnyomása. E rendellenességek oka a szöveti hipoxia és az energiaforrások kimerülése a carotis sinus sejtjeiben és a medulla oblongata központjaiban .
A vérbe behatolva a hidrogén-cianid csökkenti a sejtek azon képességét, hogy az áramló vérből oxigént érzékeljenek. És mivel az idegsejteknek nagyobb szükségük van oxigénre, mint másoknak, ők az elsők, akik szenvednek a hatásától. A mérgezés kezdeti szakaszában a szívfrekvencia lassulása figyelhető meg . A vérnyomás emelkedése és a szív perctérfogatának növekedése egyrészt a carotis sinus és a vazomotoros központ kemoreceptorainak hidrogén-cianid általi gerjesztése, másrészt a mellékvesékből történő katekolaminok felszabadulása miatt következik be. és ennek eredményeként érgörcs , másrészt. A jövőben csökken a vérnyomás , felgyorsul a pulzus , akut szív- és érrendszeri elégtelenség alakul ki és szívleállás következik be .
Növekszik a vér vörösvérsejt-tartalma , ami a lép reflexes összehúzódásával magyarázható a hipoxia kialakulására válaszul . A vénás vér színe élénk skarlátvörössé válik a túlzott oxigéntartalom miatt , amelyet a szövetek nem szívnak fel. Az oxigén arterio-vénás különbsége élesen csökken. Ha a szöveti légzést elnyomják, a vér gáz- és biokémiai összetétele egyaránt megváltozik. A vér CO 2 tartalma csökken a hiperventiláció során fellépő kisebb képződés és fokozott felszabadulás miatt . Ez a mérgezés kialakulásának kezdetén gáznemű alkalózishoz vezet , amely metabolikus acidózisba megy át, ami a glikolízis folyamatok aktiválódásának következménye . Az oxidálatlan anyagcseretermékek felhalmozódnak a vérben. A tejsavtartalom nő, az acetontestek tartalma nő, hiperglikémia figyelhető meg . A szövetekben a redox folyamatok megsértése hipotermiához vezet . Így a hidrogén-cianid és sói szöveti hipoxiát és ezzel összefüggő légzőszervi , keringési , anyagcsere- és központi idegrendszeri funkciókat okoznak, amelyek súlyossága a mérgezés súlyosságától függ .
Sok más savhoz hasonlóan a hidrogén-cianid korrozív hatású a fémekre [10] .
Kimutatták, hogy a neuronok képesek endogén hidrogén-cianidot (hidrogén-cianid, HCN) termelni, miután endogén vagy exogén opioidok aktiválják őket , és az endogén hidrogén-cianid neuronok általi termelése növeli az NMDA receptorok aktivitását, és így fontos szerepet játszhat. a neuronok közötti jelátvitelben ( neurotranszmisszió ) . Ezenkívül az endogén cianid képződése szükséges volt az endogén és exogén opioidok fájdalomcsillapító hatásának teljes megnyilvánulásához, és a szabad HCN képződését csökkentő anyagok képesek voltak csökkenteni (de nem teljesen megszüntetni) az endogén és exogén opioidok fájdalomcsillapító hatását. . Felmerült, hogy az endogén hidrogén-cianid neuromodulátor lehet [11] .
Az is ismert, hogy a feochromocytoma sejtek muszkarin -kolinerg receptorainak stimulálása tenyészetben növeli az endogén hidrogén-cianid képződését, azonban élő patkányban a központi idegrendszer muszkarin acetilkolin receptorainak stimulálása éppen ellenkezőleg, a sejtekben a ciano-hidrogén-sav termelés csökkenéséhez vezet . endogén hidrogén-cianid képződése [12] .
Azt is kimutatták, hogy a hidrogén-cianidot a leukociták választják ki a fagocitózis folyamatában, és képes elpusztítani a patogén mikroorganizmusokat [11] .
Lehetséges, hogy a nátrium-nitropruszid által okozott értágulat nem csak a nitrogén-monoxid képződésével jár (ez a mechanizmus a nitrátcsoportba tartozó összes értágító hatásában, mint például a nitroglicerin , nitroszorbid), hanem a cianid képződésével is. Elképzelhető, hogy az endogén cianid és a szervezetben történő semlegesítése során képződő tiocianát szerepet játszik a szív- és érrendszer működésének szabályozásában, az értágulat biztosításában, és az endogén vérnyomáscsökkentő anyagok közé tartozik [13] .
Jelenleg három leggyakoribb módszer létezik a hidrogén-cianid ipari méretekben történő előállítására:
(nedvesség jelenlétében)
Ez a reakció néha véletlen mérgezések alapja, mivel a sav a nem illékony cianidsót hidrogén-cianid gázzá alakítja.
Laboratóriumban vörösvérsó és híg sav kölcsönhatásával nyerhető : [14]
Nyersanyag akrilnitril , metil-metakrilát , adiponitril és más vegyületek előállításához. Számos származékát használják nemesfémek ércekből történő kinyerésére, galvanoplasztikus aranyozásra és ezüstözésre, aromás anyagok, vegyi szálak, műanyagok, gumi , szerves üveg, növénynövekedést serkentő szerek és gyomirtó szerek előállítására .
A francia hadsereg 1916. július 1-jén használt először hidrogén-cianidot vegyi harci szerként a Somme folyón [15] . A kumulatív tulajdonságok hiánya és az alacsony talajellenállás miatt azonban a későbbi felhasználás ebben a minőségben megszűnt.
A hidrogén-cianid volt a fő összetevője a Zyklon B -nek, amely a második világháború idején a legnépszerűbb rovarirtó szer volt Európában, és a nácik is használták koncentrációs táborokban emberek megölésére. Az Egyesült Államok egyes államaiban a hidrogén-cianidot mérgező anyagként használták a gázkamrákban a halálos ítéletek végrehajtása során ; erre utoljára Arizonában 1999-ben került sor [16] . A halál általában 5-15 percen belül következik be.
A hidrogén-cianid sókat cianidoknak nevezzük . Minden cianid, akárcsak maga a sav, erősen mérgező. A cianidok erős hidrolízisnek vannak kitéve . Amikor a cianidok vizes oldatait szén-dioxiddal együtt tárolják, azok lebomlanak:
A CN - ion (a CO -molekulához izoelektronikus ) ligandumként szerepel számos d-elemek komplex vegyületében . Az oldatokban lévő komplex cianidok nagyon stabilak.
A nehézfém-cianidok termikusan instabilak; vízben, kivéve a higany-cianidot (Hg (CN) 2 ), oldhatatlanok. Oxidálva a cianidok sókat képeznek - cianátok :
Sok fém feleslegben lévő kálium -cianid vagy nátrium-cianid hatására összetett vegyületeket ad , amelyeket például arany és ezüst ércekből történő kinyerésére használnak:
A ciánhidrogénsav – a legerősebb általános mérgező hatású méreg , blokkolja a sejtes citokróm-oxidázt , ami súlyos szöveti hipoxiát eredményez . Félhalálos dózisok (LD 50 ) és a hidrogén-cianid koncentrációi [17] :
Kis koncentrációjú hidrogén-cianid belélegzése esetén a torokban kapar, keserű íz a szájban, fejfájás, hányinger , hányás , fájdalom a szegycsont mögött. A mérgezés fokozódásával csökken a pulzusszám, fokozódik a légszomj, görcsök alakulnak ki, eszméletvesztés lép fel. Ugyanakkor nincs cianózis (a vér oxigéntartalma elegendő, hasznosulása a szövetekben károsodott).
A hidrogén-ciánsav nagy koncentrációban történő belélegzése vagy lenyelése esetén klónikus-tónusos görcsök és a légzőközpont bénulása miatti szinte azonnali eszméletvesztés lép fel. A halál perceken belül bekövetkezhet.
Az emberi szervezetben a hidrogén-cianát metabolitja a tiocianát (tiocianát) SCN- , amely a rhodanáz enzim hatására a kénnel való kölcsönhatása során képződik .
A hidrogén-cianid-mérgezés kezelésére számos ellenszer ismert , amelyek két csoportra oszthatók. Az egyik antidotumcsoport terápiás hatása a hidrogén-cianiddal való kölcsönhatáson alapul, így nem mérgező termékeket képeznek. Ilyen gyógyszerek például a kolloid kén és a különféle politionátok , amelyek a hidrogén-cianátot alacsony toxikus tiocianáttá alakítják , valamint az aldehidek és ketonok ( glükóz , dihidroxi -aceton stb.), amelyek kémiailag megkötik a hidrogén-cianidot cianohidrinekké . Az antidotumok másik csoportjába azok a gyógyszerek tartoznak, amelyek methemoglobin képződést okoznak a vérben : a hidrogén-cianid a methemoglobinhoz kötődik, és nem éri el a citokróm-oxidázt . A metilénkéket , valamint a salétromsav sóit és észtereit methemoglobinképzőként használják .
Az antidotumok összehasonlító értékelése: a metilénkék két halálos dózistól, a nátrium-tioszulfát és a nátrium- tetratioszulfát három dózistól, a nátrium-nitrit és az etil-nitrit négy adagtól, a metilénkék tetratioszulfáttal együtt hat adagtól, az amil-nitrit tioszulfáttal együtt véd tíz adag , nátrium-nitrit tioszulfáttal együtt - húsz halálos adag hidrogén-cianidból.
MPC [1] a munkaterület levegőjében 0,3 mg/m 3 (maximum egyszeri). A [18] szerint veszélyes koncentrációnál az emberek nagy valószínűséggel nem fognak szagot érezni; és [19] szerint a szagérzékelési küszöb 5,6 mg/m 3 lehet .
Hadiügynökök | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Általános mérgező hatás |
| ||||||||||
Fulladásos akció |
| ||||||||||
Bőrhólyagos hatás |
| ||||||||||
Idegműködés |
| ||||||||||
Irritáló hatás ( irritáló anyagok ) |
| ||||||||||
Pszichokémiai hatás ( tehetetlenek ) |
| ||||||||||
Fájdalomcsillapító hatás ( algogének ) | 1-metoxi-1,3,5-cikloheptatrién (CH) | ||||||||||
Metabolikus mérgek (citotoxikusok) |
|
Szótárak és enciklopédiák | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
|
cianidok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|