Hidrogén cianid

Hidrogén cianid
Hidrogén-cianid-3D-golyók.pngHidrogén-cianid-3D-vdW.png
Azonosítás
IUPAC név hidrogén cianid
Szinonimák

Ciano-
hidrogén-sav Por-sav

N o CAS 74-90-8
N o ECHA 100 000 747
N o EC 200-821-6
Mosolyok C ([H]) # N
PubChem , 3D nézet
InChI InChI: 3D nézet
InChI = 1 / CHN / c1-2 / h1H
Megjelenés színtelen folyadék vagy gáz jellegzetes szaggal
Kémiai tulajdonságok
Brute formula C H N   [izomerek]HCN
Moláris tömeg 27,0253 ± 0,0011  g / mol
C 44,44%, H 3,73%, N 51,83%,
pKa 9,2 - 9,3
Dipoláris pillanat 2,985188  D
Fizikai tulajdonságok
T ° fúzió -13  ° C
T ° forráspontú 26  ° C
Oldékonyság vízben: keverhető,


éterben oldódó etanollal elegyedik

Oldhatósági paraméter δ 24,8  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Térfogat 0,69  g cm −3 (folyadék)

egyenlet:
A folyadék sűrűsége kmol · m -3-ban és a hőmérséklet Kelvinben, 259,83 és 456,65 K között.
Számított értékek:
0,67957 g · cm -3 25 ° C-on.

T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 )
259,83 −13,32 27.202 0,73516
272,95 −0,2 26.51484 0.71659
279,51 6.36 26.165 0,70714
286.07 12.92 25.81053 0,69756
292,63 19.48 25.45114 0,68784
299.19 26.04 25.0865 0.67799
305,75 32.6 24,71625 0.66798
312,32 39.17 24.33997 0.65781
318,88 45,73 23.95723 0.64747
325,44 52.29 23.5675 0.63694
332 58.85 23.17021 0.6262
338,56 65.41 22.7647 0,61524
345.12 71.97 22.35021 0,60404
351,68 78.53 21.92587 0,59257
358,24 85.09 21.49065 0,58081
T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 )
364.8 91,65 21.04336 0,56872
371,36 98.21 20.58256 0,55626
377,92 104,77 20.10652 0,5434
384.48 111,33 19.61312 0,53006
391.04 117.89 19.09974 0,51619
397.6 124,45 18.56303 0,50168
404.16 131.01 17.99862 0,48643
410,73 137,58 17.40067 0,47027
417,29 144.14 16,761 0,45298
423,85 150.7 16.06765 0,43424
430,41 157,26 15.30185 0,41355
436.97 163,82 14.43108 0,39001
443.53 170.38 13.38959 0,36187
450.09 176.94 11.99738 0,32424
456,65 183,5 7.216 0,19502

P = f (T) grafikon

Öngyulladási hőmérséklet 538  ° C
Lobbanáspont −18  ° C (zárt pohár)
Robbanási határok a levegőben 5,6 - 40,0  térfogat%
Telített gőznyomás át 20  ° C-on  : 82,6  kPa

egyenlet:
Pascál nyomás és hőmérséklet kelvinben, 259,83 és 456,65 K között.
Számított értékek:
98 839,88 Pa 25 ° C-on.

T (K) T (° C) P (Pa)
259,83 −13,32 18 687
272,95 −0,2 34 947,97
279,51 6.36 46,691.84
286.07 12.92 61,514.12
292,63 19.48 79 995,56
299.19 26.04 102,782,53
305,75 32.6 130,589,16
312,32 39.17 164,199,57
318,88 45,73 204,470,38
325,44 52.29 252 333,76
332 58.85 308,801.2
338,56 65.41 374,968,42
345.12 71.97 452.021.6
351,68 78.53 541.245.3
358,24 85.09 644 032,45
T (K) T (° C) P (Pa)
364.8 91,65 761,896.89
371,36 98.21 896 488,77
377,92 104,77 1 049 613,46
384.48 111,33 1 223 254,58
391.04 117.89 1 419 601,73
397.6 124,45 1 641 083,95
404.16 131.01 1 890 409,67
410,73 137,58 2 170 614,62
417,29 144.14 2 485 118,89
423,85 150.7 2 837 795,06
430,41 157,26 3 233 049,53
436.97 163,82 3 675 919,68
443.53 170.38 4,172,190,22
450.09 176.94 4,728,532,67
456,65 183,5 5 352 700
P = f (T)
Dinamikus viszkozitás 0,192  mPa · s ( 20  ° C )
Kritikus pont 53,9  bar , 183,55  ° C
Termokémia
S 0 folyadék, 1 bar 109 kJ / mol
Δ f H 0 folyadék 113,01 J / mol K
C o 71,09 J mol -1 K -1 ( 20  ° C , folyékony)
35,85  J · mol -1 · K -1 ( 25  ° C , gáz)

egyenlet:
A folyadék hőteljesítménye J kmol -1 K -1 -ben és hőmérséklet Kelvinben, 259,83 és 298,85 K között.
Számított értékek:
71,025 J mol -1 K -1 25 ° C-on.

T
(K)
T
(° C)
C o
C o
259,83 −13,32 70,290 2 601
262 −11.15 70,302 2 601
263 −10.15 70,309 2 602
265 −8.15 70,324 2 602
266 −7.15 70 332 2 602
267 −6.15 70 342 2 603
268 −5.15 70 352 2 603
270 −3.15 70 375 2 604
271 −2.15 70,387 2 604
272 −1.15 70,401 2 605
274 0,85 70,430 2 606
275 1.85 70,445 2 607
276 2.85 70,462 2 607
278 4.85 70,497 2 608
279 5.85 70,516 2 609
T
(K)
T
(° C)
C o
C o
280 6.85 70,535 2,610
281 7.85 70,555 2,611
283 9.85 70,598 2,612
284 10.85 70 621 2,613
285 11.85 70 644 2,614
287 13.85 70,694 2,616
288 14.85 70 719 2,617
289 15.85 70 746 2,618
291 17.85 70,801 2,620
292 18.85 70 830 2,621
293 19.85 70 860 2,622
294 20.85 70 890 2,623
296 22.85 70 953 2,625
297 23.85 70,986 2,627
298,85 25.7 71,050 2,629

P = f (T)

egyenlet:
A gáz hőkapacitása J · mol -1 · K -1 és hőmérséklete Kelvinben, 100–1 500 K.
Számított értékek:
35,915 J · mol -1 · K -1 25 ° C-on.

T
(K)
T
(° C)
C o
C o
100 −173.15 29,436 1,089
193 −80.15 32,611 1,207
240 −33.15 34,126 1,263
286 12.85 35,549 1315
333 59.85 36 942 1,367
380 106,85 38,272 1,416
426 152,85 39,513 1462
473 199,85 40,720 1,507
520 246,85 41,865 1,549
566 292,85 42 926 1,588
613 339,85 43 952 1,626
660 386,85 44 919 1,662
706 432,85 45 811 1 695
753 479,85 46,667 1,727
800 526,85 47,470 1,756
T
(K)
T
(° C)
C o
C o
846 572,85 48 208 1784
893 619,85 48 913 1,810
940 666,85 49,574 1,834
986 712,85 50,179 1,857
1,033 759,85 50,760 1 878
1,080 806,85 51 305 1,898
1,126 852,85 51,809 1,917
1,173 899,85 52,297 1,935
1,220 946,85 52 763 1 952
1,266 992,85 53 201 1,969
1313 1 039,85 53 637 1 985
1360 1086,85 54,064 2000
1,406 1132.85 54,481 2,016
1,453 1,179,85 54,910 2,032
1500 1 226,85 55,349 2,048
PCS 671,5  kJ · mol -1 ( 25  ° C , gáz)
Elektronikus tulajdonságok
1 re ionizációs energia 13,60  ± 0,01  eV (gáz)
Óvintézkedések
SGH
SGH02: TűzveszélyesSGH06: MérgezőSGH09: Veszélyes a vízi környezetre
Veszély H224, H330, H410, H224  : Fokozottan tűzveszélyes folyadék és gőz
H330  : Belélegezve halálos
H410  : Nagyon mérgező a vízi élővilágra, hosszan tartó károsodást okoz

SGH06: MérgezőSGH09: Veszélyes a vízi környezetre
Veszély H300, H310, H330, H410, H300  : Lenyelve halálos
H310  : Bőrrel érintkezve halálos
H330  : Belélegezve halálos
H410  : Nagyon mérgező a vízi élővilágra, hosszan tartó károsodást okoz
WHMIS
B2: Gyúlékony folyadékD1A: Nagyon mérgező anyag, súlyos azonnali hatássalF: Veszélyesen reaktív anyag
B2, D1A, F, B2  : gyúlékony folyadék flash-
pont = -18  ° C zárt téri (módszer nem jelentett)
D1A  : Nagyon mérgező anyag, amelynek súlyos azonnali hatása
veszélyes anyagok szállítása: Osztály 6.1 I csoport
F  : veszélyesen reaktív anyag
alá egy heves reakció polimerizációs

1,0% közzététel az összetevők közzétételi listája szerint
NFPA 704

NFPA 704 szimbólum

4 4 1
Szállítás
-
   1051   
ENSZ-szám  :
1051  : HIDROGÉN-CIANID, STABILIZÁLT, 3% -nál kevesebb vízzel
osztály:
6.1
Osztályozási kód:
TF1  : Gyúlékony mérgező anyagok:
Folyadékok;
Címkék: 6.1  : Mérgező anyagok 3  : Gyúlékony folyadékok Csomagolás: I. csomagolási csoport : nagyon veszélyes anyagok;
ADR 6.1 piktogram

ADR-piktogram 3




663
   1613   
Kemler-kód:
663  : nagyon mérgező és tűzveszélyes anyag (lobbanáspontja legfeljebb 60  ° C )
ENSZ-szám  :
1613  : HIDRO-CIANSAV VÍZ MEGOLDÁSBAN, legfeljebb 20% hidrogén-cianidot tartalmaz; vagy legfeljebb 20% hidrogén-cianidot tartalmazó HIDROGEN-CIANID-VÍZMEGOLDÁS
Osztály:
6.1
Osztályozási kód:
TF1  : Gyúlékony mérgező anyagok:
Folyadékok;
Címkék: 6.1  : Mérgező anyagok 3  : Gyúlékony folyadékok Csomagolás: I. csomagolási csoport  : nagyon veszélyes anyagok;
ADR 6.1 piktogram

ADR-piktogram 3




-
   1614   
UN-szám  :
1614  : HIDROGÉN-CIANID, STABILIZÁLVA, kevesebb mint 3% vízzel és inert porózus anyagban felszívódva
Osztály:
6.1
Osztályozási kód:
TF1  : Gyúlékony mérgező anyagok:
Folyadékok;
Címkék: 6.1  : Mérgező anyagok 3  : Gyúlékony folyadékok Csomagolás: I. csomagolási csoport : nagyon veszélyes anyagok;
ADR 6.1 piktogram

ADR-piktogram 3




663
   3294   
Kemler-kód:
663  : nagyon mérgező és gyúlékony anyag (lobbanáspontja legfeljebb 60  ° C )
ENSZ-szám  :
3294  : HIDROGÉN-CIANID, ALKOHOLOS MEGOLDÁS, legfeljebb 45% hidrogén-cianidot tartalmaz.
Osztály:
6.1
Kód Osztályozás:
TF1  : Gyúlékony mérgező anyagok:
Folyadékok;
Címkék: 6.1  : Mérgező anyagok 3  : Gyúlékony folyadékok Csomagolás: I. csomagolási csoport  : nagyon veszélyes anyagok;
ADR 6.1 piktogram

ADR-piktogram 3



Belélegzés Nagyon mérgező
Bőr Nagyon mérgező
Szemek Kötőhártya-gyulladást okoz
Lenyelés Nagyon mérgező
Ökotoxikológia
LogP −0,25
Szagküszöb alacsony: 2  ppm
magas: 10  ppm
Egység SI és STP hiányában.

A hidrogén-cianid egy kémiai vegyület , amelynek képlete HC≡N. Egy vizes oldat a cianid a hidrogén nevezzük hidrociánsav (vagy kéksav ).

Rendkívül mérgező termék, és halálos kimenetelű lehet, mert anoxiát okoz . A természetben gyakran benzaldehiddel társul, amely jellegzetes keserű mandula szagot áraszt , amelyre néhány ember nem érzékeny.

Történelem

A hidrogén-cianidot eredetileg egy kék pigmentből ( porosz kék ) izolálták , amely 1704 óta ismert, de amelynek szerkezete ismeretlen volt. Ma már tudjuk, hogy ez egy koordinációs polimer, bonyolult felépítésű és a hidratált vas-ferrocianid empirikus képlete.

1752-ben Pierre Macquer francia vegyész megmutatta, hogy a porosz kék átalakulhat vas-oxiddá és illékony vegyületté, és hogy e két termék kombinációja visszaadta a porosz kéket. Az új vegyület pontosan hidrogén-cianid volt. Miután Macquer, a svéd kémikus Carl Wilhelm Scheele szintetizált hidrogén-cianid 1782-ben, és nevezte el Blausäure ( világít „Acid kék”), miután felismerte a savasság. Angolul jobban ismert, mint porzsav.

1787-ben Claude Louis Berthollet francia vegyész kimutatta, hogy a hidrogén-cianid nem tartalmaz oxigént, ami elengedhetetlen a savak elméletéhez , Lavoisier azt feltételezte, hogy minden sav tartalmaz oxigént (az oxigén neve a görögből származik, ami azt jelenti, hogy "ami savasságot generál"). ", mint a német Sauerstoff esetében ). 1811-ben Joseph Louis Gay-Lussac-nak sikerült a tiszta hidrogén-cianid cseppfolyósítása, majd 1815-ben megalkotta kémiai képletét.

Természetes források

Rendkívül mérgező hidrogén-cianidot bizonyos növények termelnek természetesen, és megtalálható különösen a keserűmandulában, az őszibarackban (és általában a Prunus nemzetség gyümölcsének köveiben ), a medlárokban , a cseresznye levelében ( Prunus avium ) és a cseresznye babérjában ( Prunus laurocerasus ), cirok (a fiatal növény éretlen magvakat), Hieble bodza és manióka . Részt vesz a cseresznye (például a benzaldehid) aromájában is.

Cianohidrinekben , például mandelonitrilekben van jelen , és kémiailag kivonható belőlük . Néhány ezerlábú védőmechanizmusként a hidrogén-cianidot adja le. Ez tartalmazza a kipufogógázok belső égésű járművek, a dohány füst és az égési füst bizonyos nitrogén - tartalmú műanyagok - jellegzetesen, poliakrilnitril és rokon kopolimerek, ABS és SAN , hanem poliuretán .

Előkészítés és szintézis

A hidrogén-cianidot nagy mennyiségben állítják elő két eljárással:

CH 4+ NH 3→ HCN + 3 H 2 Ez a reakció hasonló a metán és vízzel reagáltatva CO és H 2 ("gázról vízre" néven ismert eljárás); CH 4+ NH 3+ 1,5 O 2→ HCN + 3 H 2 O Ez a reakció olyan platina / ródium ötvözetű ötvözetből álló katalizátoron megy végbe (jellemzően 90/10%), körülbelül 1100  ° C hőmérsékleten . C 3 H 8+ 3 NH 3→ 3 HCN + 7 H 2 A reakció zajlik egy fluidizált ágyban a koksz részecskék 1300  ° C feletti hőmérsékleten . Nincs szükség katalizátorra. H + + NaCN → HCN + Na +

Ez a reakció a véletlen mérgezések forrása.

Tulajdonságok

Fizikai tulajdonságok

A hidrogén-cianid tiszta állapotában színtelen, nagyon illékony folyadékként, vagy színtelen gázként fordul elő, amely jellegzetes keserű mandula szagot áraszt. 26  ° C-on forr .

Minden arányban elegyedik vízzel és etanollal , oldható dietil- éterben ( éter ).

A levegőben levő hidrogén-cianid gáz 56 000 ppm (5,6%) koncentrációtól robbanásveszélyes  .

Kémiai tulajdonságok

A tiszta hidrogén-cianid stabil.

Kevésbé tiszta, mivel forgalmazzák, és ha nem stabilizálódik, polimerizálva barna lerakódást eredményez. Ez az exoterm és autokatalitikus folyamat víz és lúgos reakciótermékek jelenlétében felgyorsul, és így robbanásszerű reakcióhoz vezethet. A leggyakoribb stabilizátor foszforsav, arányban alkalmazzuk a 50 , hogy 100  ppm .

A hidrogén-cianid gyengén savas és gyárt CN cianid-ionokat - vizes oldatban. A hidrociánsav sóit cianidoknak nevezzük.

Reakciók

HCN + R-CO-R '( keton vagy aldehid ) → RC (OH) (CN) -R' ( cianohidrin )

A hidrogén-cianid ég a levegőben, víz , szén-dioxid és nitrogén keletkezve .

Prebiotikus kémia

A hidrociánsav állítólag a légkörben jelenlévő molekuláris nitrogén disszociációja révén keletkezett. Az ultraibolya sugarak képesek végrehajtani ezt a reakciót, feltéve, hogy kellően energikusak (hullámhosszuk kevesebb, mint 100 nm ), ami kizár minden olyan reakciót a légkör legalacsonyabb rétegeiben, ahol a legenergiásabb ultraibolya sugarak  elnyelődnek. Úgy tűnik, hogy a hidrogén-cianidsav nitrogénből történő szintézisének előnyös módja a villámlás, amely jelentős energiát szabadít fel az útjukon, amely képes sok molekula megtörésére. Miután a dinitrogén molekula megszakadt, egy nitrogénatom reakcióba léphet egy metán (CH 4 ) molekulával , így hidrogén-cianinsavat és hidrogént kap.

A diaminomaleonitril  (en) tetramer hidrogén-cianid polimerizációjával képződik. Fotokémiai reakcióval 4-amino-imidazol-5-karbonitrillé alakul át, amely ezután számos heterociklus szintézisét teszi lehetővé . Ezért lehetséges prebiotikus kémia eredetű vegyületjelöltnek tekintik.

Használ

A hidrogén-cianidot a következők előállítására használják:

Biztonság

Lásd az EK irányelvek szerinti címkézés részt a cikk végén.

Tűzveszély

A hidrogén-cianid, amelynek lobbanáspontja a -17,8  ° C (zárt téri), rendkívül tűzveszélyes. Robbanékony keverékeket képezhet a levegővel, robbanási határértékei 5,6 és 41 térfogatszázalék.

Nyilvános létesítmények (ERP)

Franciaországban a módosított 1975. november 4-i rendelet előírja, hogy a belső berendezésekben használt gyúlékony anyagok tömege ne eredményezzen olyan nitrogénmennyiséget, amely hidrogén-cianid formájában több mint öt gramm / térfogat köbméter. a figyelembe vett helyi.

Toxicitás emberre

Akut mérgezés történhet lenyeléssel , belélegzéssel vagy a bőrrel való érintkezéssel. A levegőben 300 ppm koncentráció  perceken belül megöli az embert. Toxicitását a cianidion okozza. A hidrogén-cianidot az Egyesült Államokban a halálbüntetés végrehajtásának módszereként alkalmazzák, és a náci rezsim ( Zyklon B néven ) megsemmisítő táborokban használta a "halál megsemmisítésének" eszközeként. Ugyanazt a terméket a mai napig gyártják Csehországban, „  Uragan D2  ” néven, és rovarirtóként használják.

A szaglásérzékelési küszöb figyelmes, egészséges és megszokatlan személyeknél kevesebb, mint 1  ppm ; genetikai okokból azonban sok embernek alig vagy egyáltalán nincs érzéke a hidrogén-cianid szagához.

A fél óránál hosszabb ideig belélegzett 50 ppm feletti levegőben lévő koncentrációk  jelentős kockázatot jelentenek, míg a 200–400 ppm vagy annál magasabb szintet  néhány perces expozíció után végzetesnek tekintik. Mint egy útmutató, a halálos adag patkány 484  ppm egy öt perces expozíció.

Forrás

Az alomban

A moziban

Megjegyzések és hivatkozások

  1. HIDROGÉN-CIANID, FOLYTATOTT, a Kémiai Biztonság Nemzetközi Programjának biztonsági adatlapja (i) , konzultálva 2009. május 9-én
  2. (in) David R. LiDE, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,2008. június 16, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 és 1-4200-6679-X ) , p.  9-50
  3. számított molekulatömege a „  atomsúlya a Elements 2007  ” on www.chem.qmul.ac.uk .
  4. (a) James E. Mark, fizikai tulajdonságai: Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  p. ( ISBN  978-0-387-69002-5 és 0-387-69002-6 , online olvasás ) , p.  294
  5. (en) Robert H. Perry és Donald W. Green , Perry vegyészmérnökök kézikönyve , Egyesült Államok, McGraw-Hill,1997, 7 -én  ed. , 2400  p. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , p.  2-50
  6. "  Különböző gázok tulajdonságai  ", a flexwareinc.com címen (hozzáférés : 2010. április 12. )
  7. (a) Carl L. yaws, Handbook of Termodinamikai diagramok , Vol.  1., 2. és 3., Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 , 0-88415-858-6 és 0-88415-859-4 )
  8. (in) David R. LiDE , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press,2002. június 18, 83 th  ed. , 2664  p. ( ISBN  0849304830 , online előadás ) , p.  5-89
  9. (in) David R. LiDE, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,2008, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , p.  10-205
  10. Indexszám 006-006-00-X 3.1 táblázatában függelék VI EK rendelet 1272/2008 (december 16, 2008)
  11. Indexszám: 006-006-01-7 az 1272/2008 / EK rendelet (2008. december 16.) VI. Függelékének 3.1. Táblázatában
  12. Hidrogén-cianid  " a vegyi termékek adatbázisában Reptox of the CSST (quebeci munkavédelemért felelős szervezet), hozzáférés: 2009. április 25.
  13. "  Hidrogén-cianid  " a hazmap.nlm.nih.gov címen (hozzáférés : 2009. november 14. )
  14. Tom Maimone, a Prebiotikus Vegyészet .
  15. Cleaves, HJ, Prebiotikus kémia: Amit tudunk, amit nem , Evo. Edu. Outreach , 2012, 5, 342.

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

Külső linkek