Blåvätesyra | |||
---|---|---|---|
| |||
Allmän | |||
Systematiskt namn |
Vätecyanid, vätecyanid | ||
Traditionella namn | hydrocyanid; vätecyanid, cyanvätesyra | ||
Chem. formel | HCN | ||
Råtta. formel | HCN | ||
Fysikaliska egenskaper | |||
stat | färglös giftig gas eller färglös flyktig vätska med en stickande lukt | ||
Molar massa | 27,0253 g/ mol | ||
Densitet | 0,687 g/cm³ | ||
Dynamisk viskositet | 0,201 Pa s | ||
Joniseringsenergi | 13,6 ± 0,1 eV [2] | ||
Termiska egenskaper | |||
Temperatur | |||
• smältning | -13,4°C | ||
• kokande | 26,7°C | ||
• blinkar | -17,8°C | ||
Explosiva gränser | 5,6 ± 0,1 vol.% [2] | ||
Mol. värmekapacitet | (genomsnitt för gas och vätska) 1,97 J/(mol K) | ||
Ångtryck | 630 ± 1 mmHg [2] | ||
Kemiska egenskaper | |||
Syradissociationskonstant | 9.21 | ||
Löslighet | |||
• i vatten | i vilken proportion som helst | ||
Optiska egenskaper | |||
Brytningsindex | 1,2675 | ||
Strukturera | |||
Dipolmoment | 2,98 D | ||
Klassificering | |||
Reg. CAS-nummer | 74-90-8 | ||
PubChem | 768 | ||
Reg. EINECS-nummer | 200-821-6 | ||
LEDER | C#N | ||
InChI | InChI=1S/CHN/cl-2/h1HLELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N | ||
RTECS | MW6825000 | ||
CHEBI | 18407 | ||
FN-nummer | 1051 | ||
ChemSpider | 748 och 19951400 | ||
Säkerhet | |||
Begränsa koncentrationen | 0,3 mg/m 3 (max en gång) [1] | ||
LD 50 | 3,7 mg/kg (möss, oralt) | ||
Giftighet | Extremt giftig, SDYAV | ||
ECB ikoner | |||
NFPA 704 | fyra fyra 2 | ||
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges. | |||
Mediafiler på Wikimedia Commons |
Blåväte (blåväte ) ( hydrocyanid , vätecyanid , vätecyanid [3] ) är en kemisk förening med formeln HCN. Färglös, mycket flyktig, mycket rörlig, giftig vätska med en obehaglig lukt [4] (vissa människor kan inte känna lukten av den, känslighetströskeln varierar kraftigt i befolkningen [5] [6] ).
Blåvätesyra finns i vissa växter, koksugnsgas , tobaksrök, och frigörs under termisk nedbrytning av nylon , polyuretaner .
Blandbar i alla proportioner med vatten , etanol , dietyleter . Det är också blandbart med många andra alkoholer och etrar, aromatiska kolväten och koltetraklorid [4] .
HCN-molekylen har en linjär struktur [7] [8] med interatomära avstånd H–C 0,1064 nm och C≡N 0,1156 nm och är starkt polär ( elektriskt dipolmoment μ = 0,992⋅10 −29 Cm ) [4] .
Vattenfri vätecyanid är ett starkt joniserande lösningsmedel, elektrolyter lösta i det dissocierar väl till joner. Dess relativa permittivitet vid 25 °C är [4] 106,8 (högre än vatten ). Detta beror på den linjära associationen av polära HCN-molekyler på grund av bildandet av vätebindningar .
Smältpunkt −13,29 °C, kokpunkt +25,65 °C. Densitet 0,71618 g/cm 3 vid 0 °C, 0,68708 g/cm 3 vid 0 °C [4] .
Kritiskt tryck 4,95 MPa, kritisk temperatur +183,5 °C, kritisk densitet 0,195 g/cm 3 [4] .
Brytningsindex n D = 1,26136 (20 °C) [4] .
Bildningsentalpin är 132 kJ/mol, smältentalpin är 8,41 kJ/mol, förångningsentalpin är 25,2 kJ/mol. Entalpi vid förbränning −663 kJ/mol. Entropi 201,71 J / (mol K) (vid 298 K) [4] .
Dynamisk viskositet 0,183 mPa·s, kinematisk viskositet 17,78 mN/m [4] .
Den specifika elektriska resistansen för flytande cyanvätesyra är 10 5 Ohm·m [4] .
Fast cyanvätesyra vid normalt tryck existerar i två kristallina modifikationer. Vid temperaturer under -102,78 ° C, bildar den rombiska kristaller , rymdgrupp I 2 mm , cellparametrar a = 0,413 nm , b = 0,485 nm , c = 0,434 nm , Z = 2 . Ovanför denna temperatur omvandlas den till tetragonala kristaller , rymdgrupp I 4 mm , cellparametrar a = 0,463 nm , c = 0,434 nm , Z = 2 [4] .
Mycket svag monobasisk syra : dess dissociationskonstant Ka = 1,32⋅10 −9 , pKa = 8,88 ( vid 18 °C) [4] . Bildar salter med metaller - cyanider . Interagerar med oxider och hydroxider av alkali- och jordalkalimetaller .
Blåvätesyraångor brinner i luften med en violett låga och bildar H 2 O, CO och N 2 . Självantändningstemperaturen i luft är 538 °C. Flampunkt -18 °C. Den explosiva koncentrationen av HCN-ångor i luften är 4,9–39,7 % [4] .
I en blandning av syre och fluor brinner det med frigöring av en stor mängd värme:
kJ.Blåvätesyra används ofta i organisk syntes. Det reagerar med karbonylföreningar för att bilda cyanohydriner :
Med klor bildar brom och jod direkt cyanidhalogenider:
Med haloalkaner - nitriler (Kolbe-reaktion):
Det reagerar med alkener och alkyner genom att lägga till flera bindningar:
Polymeriserar lätt i närvaro av en bas (ofta med en explosion). Bildar addukter , t.ex. HCN-CuCl.
När det sönderdelas med vatten ger det ammoniumformiat eller formamid
Cyanogruppen i kombination med järn ger en rik klarblå färg. En välkänd förening är Prussian blue , en blandning av hexacyanoferrater med formeln Fe7(CN)18. Preussiskt blått mottogs 1704 av den tyske mästaren Johann Jakob Diesbach, som förberedde färger för konstnärer. Och redan 1782 fick den svenske kemisten Karl Scheele cyanväte (blå) ur preussisk blått.
Blåvätesyra är mycket giftig och dödligt giftig. Det är ett ämne som orsakar syresvält av vävnadstyp [9] . Samtidigt observeras en hög syrehalt både i arteriellt och venöst blod och därmed en minskning av den arteriovenösa skillnaden, en kraftig minskning av syreförbrukningen av vävnader med en minskning av bildningen av koldioxid i dem . Blåvätesyra och dess salter, lösta i blodet, når vävnaderna, där de interagerar med den trevärda formen av järncytokromoxidas . När det kombineras med cyanid , förlorar cytokromoxidas sin förmåga att överföra elektroner till molekylärt syre . På grund av misslyckandet i den sista länken av oxidation blockeras hela andningskedjan och vävnadshypoxi utvecklas . Med arteriellt blod levereras syre till vävnaderna i tillräckliga mängder, men absorberas inte av dem och passerar oförändrat in i venbädden. Samtidigt störs processerna för bildande av makroerg , som är nödvändiga för den normala aktiviteten hos olika organ och system. Glykolys aktiveras , det vill säga utbytet från aerob till anaerob byggs om. Aktiviteten hos andra enzymer är också undertryckt - katalas , peroxidas , laktatdehydrogenas .
Som ett resultat av vävnadshypoxi , som utvecklas under påverkan av blåvätesyra, är funktionerna i det centrala nervsystemet i första hand försämrade .
Som ett resultat av akut förgiftning sker en kraftig ökning av andningsfrekvensen och andningsdjupet . Att utveckla andnöd bör betraktas som en kompenserande reaktion från kroppen på hypoxi . Den stimulerande effekten av cyanvätesyra på andningen beror på exciteringen av kemoreceptorerna i carotis sinus och giftets direkta effekt på cellerna i andningscentrumet. Den initiala exciteringen av andningen, när berusningen utvecklas, ersätts av dess förtryck upp till ett fullständigt stopp. Orsakerna till dessa störningar är vävnadshypoxi och utarmning av energiresurser i cellerna i carotis sinus och i centrum av medulla oblongata .
Blåvätesyra tränger in i blodet och minskar cellernas förmåga att uppfatta syre från det strömmande blodet. Och eftersom nervceller behöver syre mer än andra, är de de första som drabbas av dess verkan. Under den första berusningsperioden observeras en avmattning av hjärtfrekvensen . En ökning av blodtrycket och en ökning av hjärtats minutvolym uppstår på grund av exciteringen av kemoreceptorer i sinus halspulsåder och celler i det vasomotoriska centret av blåvätesyra , å ena sidan, och frisättningen av katekolaminer från binjurarna och, som ett resultat, vasospasm , å andra sidan. I framtiden sjunker blodtrycket , pulsen blir snabbare, akut hjärt-kärlsvikt utvecklas och hjärtstopp inträffar .
Innehållet av erytrocyter i blodet ökar , vilket förklaras av reflexsammandragningen av mjälten som svar på att hypoxi utvecklas . Färgen på venöst blod blir ljust scharlakansröd på grund av överskottet av syreinnehållet , absorberas inte av vävnaderna. Den arteriovenösa skillnaden i syre minskar kraftigt. När vävnadsandningen dämpas förändras både gasens och den biokemiska sammansättningen av blodet. Halten av CO 2 i blodet minskar på grund av mindre bildning och ökad frisättning vid hyperventilering . Detta leder i början av utvecklingen av berusning till gasalkalos , som övergår till metabolisk acidos , som är en konsekvens av aktiveringen av glykolysprocesser . Ooxiderade ämnesomsättningsprodukter ackumuleras i blodet. Innehållet av mjölksyra ökar, innehållet av acetonkroppar ökar, hyperglykemi noteras . Brott mot redoxprocesser i vävnader leder till hypotermi . Således orsakar blåvätesyra och dess salter vävnadshypoxi och tillhörande andnings- , cirkulations- , metabola och centrala nervsystemfunktioner , vars svårighetsgrad beror på hur allvarlig berusningen är .
Liksom många andra syror är blåvätesyra frätande för metaller [10] .
Det har visat sig att neuroner är kapabla att producera endogen cyanvätesyra (vätecyanid, HCN) efter att ha aktiverats av endogena eller exogena opioider och att produktionen av endogen cyanväte av neuroner ökar aktiviteten hos NMDA-receptorer och därför kan spela en viktig roll vid signalöverföring mellan neuroner ( neurotransmission ). ). Dessutom var bildningen av endogen cyanid nödvändig för fullständig manifestation av den smärtstillande effekten av endogena och exogena opioider, och substanser som minskar bildningen av fritt HCN kunde minska (men inte helt eliminera) den smärtstillande effekten av endogena och exogena opioider. . Det har föreslagits att endogen cyanvätesyra kan vara en neuromodulator [11] .
Det är också känt att stimulering av muskarina kolinerga receptorer av feokromocytomceller i kultur ökar bildningen av endogen cyanväte av dem, men stimulering av muskarina acetylkolinreceptorer i CNS i en levande råtta leder tvärtom till en minskning av bildning av endogen cyanvätesyra [12] .
Det har också visat sig att blåvätesyra utsöndras av leukocyter i processen med fagocytos och är kapabel att döda patogena mikroorganismer [11] .
Det är möjligt att vasodilatation orsakad av natriumnitroprussid inte bara är associerad med bildningen av kväveoxid (en mekanism som är gemensam för verkan av alla vasodilatorer i nitratgruppen, såsom nitroglycerin , nitrosorbid), utan också med bildningen av cyanid. Det är möjligt att endogen cyanid och tiocyanatet som bildas under dess neutralisering i kroppen spelar en roll i regleringen av det kardiovaskulära systemets funktioner, för att säkerställa vasodilatation och är en av de endogena antihypertensiva substanserna [13] .
För närvarande finns det tre vanligaste metoderna för att producera blåvätesyra i industriell skala:
(i närvaro av fukt)
Denna reaktion är ibland grunden för oavsiktliga förgiftningar eftersom syran omvandlar det icke -flyktiga cyanidsaltet till vätecyanidgas.
Det kan erhållas i laboratoriet genom interaktion mellan rött blodsalt och utspädd syra: [14]
Det är ett råmaterial för framställning av akrylnitril , metylmetakrylat , adiponitril och andra föreningar. Ett stort antal av dess derivat används vid utvinning av ädelmetaller från malmer, vid galvanoplastisk förgyllning och försilvning, vid framställning av aromatiska ämnen, kemiska fibrer, plast, gummi , organiskt glas, växtstimulerande medel och herbicider .
För första gången användes blåvätesyra som ett kemiskt krigsmedel av den franska armén den 1 juli 1916 vid floden Somme [15] . Men på grund av bristen på kumulativa egenskaper och lågt motstånd på marken har dess efterföljande användning i denna egenskap upphört.
Blåvätesyra var huvudingrediensen i Zyklon B , som var den populäraste insekticiden i Europa under andra världskriget och som även användes av nazisterna för att döda människor i koncentrationsläger. I vissa delstater i USA har blåvätesyra använts i gaskammare som ett giftigt ämne vid verkställandet av dödsdomar ; detta gjordes senast i Arizona 1999 [16] . Döden inträffar vanligtvis inom 5-15 minuter.
Blåvätesyrasalter kallas cyanider . Alla cyanider, liksom själva syran, är mycket giftiga. Cyanider är föremål för stark hydrolys . Vid lagring av vattenhaltiga lösningar av cyanider med tillgång till koldioxid sönderdelas de:
CN - jonen (isoelektronisk till CO -molekylen ) ingår som en ligand i ett stort antal komplexa föreningar av d-element. Komplexa cyanider i lösningar är mycket stabila.
Tungmetallcyanider är termiskt instabila; i vatten, förutom kvicksilvercyanid (Hg (CN) 2 ), är olösliga. När de oxideras bildar cyanider salter - cyanater :
Många metaller, under inverkan av ett överskott av kaliumcyanid eller natriumcyanid , ger komplexa föreningar , som till exempel används för att extrahera guld och silver från malmer:
Blåvätesyra - det starkaste giftet för allmän toxisk verkan , blockerar cellulärt cytokromoxidas , vilket resulterar i allvarlig vävnadshypoxi . Halva dödliga doser (LD 50 ) och koncentrationer för cyanväte [17] :
Vid inandning av blåvätesyra i små koncentrationer uppstår en repa i halsen, en bitter smak i munnen, huvudvärk, illamående , kräkningar , smärta bakom bröstbenet. Med en ökning av berusningen minskar pulsen, andnöd ökar, kramper utvecklas och medvetslöshet inträffar. Samtidigt finns det ingen cyanos (syrehalten i blodet är tillräcklig, dess utnyttjande i vävnaderna försämras).
När blåvätesyra inhaleras i höga koncentrationer eller när den intas, uppstår kloniska-toniska kramper och en nästan omedelbar medvetslöshet på grund av förlamning av andningscentrum. Döden kan inträffa inom några minuter.
I människokroppen är metaboliten av cyanväte tiocyanat (tiocyanat) SCN- , som bildas under dess interaktion med svavel under verkan av enzymet rhodanas .
Flera motgift är kända för behandling av blåvätesyraförgiftning , som kan delas in i två grupper. Den terapeutiska effekten av en grupp av motgift är baserad på deras interaktion med cyanvätesyra för att bilda icke-toxiska produkter. Sådana läkemedel inkluderar till exempel kolloidalt svavel och olika polytionater , som omvandlar cyanvätesyra till lågtoxiska tiocyanater , såväl som aldehyder och ketoner ( glukos , dihydroxiaceton , etc.), som kemiskt binder cyanväte för att bilda cyanohydriner . En annan grupp av motgift inkluderar läkemedel som orsakar bildning av methemoglobin i blodet : cyanvätesyra binder till methemoglobin och når inte cytokromoxidas . Metylenblått , såväl som salter och estrar av salpetersyrlighet , används som methemoglobinbildare .
Jämförande utvärdering av motgift: metylenblått skyddar mot två dödliga doser, natriumtiosulfat och natriumtetratiosulfat - från tre doser, natriumnitrit och etylnitrit - från fyra doser, metylenblått tillsammans med tetratiosulfat - från sex doser, amylnitrit tillsammans med tiosulfat - från tio doser , natriumnitrit tillsammans med tiosulfat - från tjugo dödliga doser cyanväte.
MPC [1] i luften i arbetsområdet är 0,3 mg/m 3 (max en gång). Enligt [18] kommer människor sannolikt inte att lukta vid en farlig koncentration; och enligt [19] kan doftuppfattningströskeln vara 5,6 mg/m 3 .
Ordböcker och uppslagsverk | |
---|---|
I bibliografiska kataloger |
|
cyanider | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|