Syaanivetyhappo | |||
---|---|---|---|
| |||
Kenraali | |||
Systemaattinen nimi |
Syaanivetysyanidi, syaanivety | ||
Perinteiset nimet | Hydrosyanidi; syaanivety, syaanihappo | ||
Chem. kaava | HCN | ||
Rotta. kaava | HCN | ||
Fyysiset ominaisuudet | |||
Osavaltio | väritön myrkyllinen kaasu tai väritön haihtuva neste, jolla on pistävä haju | ||
Moolimassa | 27,0253 g/ mol | ||
Tiheys | 0,687 g/cm³ | ||
Dynaaminen viskositeetti | 0,201 Pa s | ||
Ionisaatioenergia | 13,6 ± 0,1 eV [2] | ||
Lämpöominaisuudet | |||
Lämpötila | |||
• sulaminen | -13,4 °C | ||
• kiehuva | 26,7 °C | ||
• vilkkuu | -17,8 °C | ||
Räjähdysrajat | 5,6 ± 0,1 tilavuusprosenttia [2] | ||
Mol. lämpökapasiteetti | (kaasun ja nesteen keskiarvo) 1,97 J/(mol K) | ||
Höyryn paine | 630 ± 1 mmHg [2] | ||
Kemiallisia ominaisuuksia | |||
Hapon dissosiaatiovakio | 9.21 | ||
Liukoisuus | |||
• vedessä | missään suhteessa | ||
Optiset ominaisuudet | |||
Taitekerroin | 1,2675 | ||
Rakenne | |||
Dipoli momentti | 2,98 D | ||
Luokitus | |||
Reg. CAS-numero | 74-90-8 | ||
PubChem | 768 | ||
Reg. EINECS-numero | 200-821-6 | ||
Hymyilee | C#N | ||
InChI | InChI = 1S/CHN/cl-2/h1HLELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N | ||
RTECS | MW6825000 | ||
CHEBI | 18407 | ||
YK-numero | 1051 | ||
ChemSpider | 748 ja 19951400 | ||
Turvallisuus | |||
Rajoita keskittymistä | 0,3 mg / m 3 (enintään kertaluonteinen) [1] | ||
LD 50 | 3,7 mg/kg (hiiret, suun kautta) | ||
Myrkyllisyys | Erittäin myrkyllinen, SDYAV | ||
EKP:n kuvakkeet | |||
NFPA 704 | neljä neljä 2 | ||
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita. | |||
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Syaanivety (syaanivety ) ( vetysyanidi , syaanivety, syaanivety [ 3] ) on kemiallinen yhdiste, jolla on kaava HCN. Väritön, erittäin haihtuva, erittäin liikkuva, myrkyllinen neste , jolla on epämiellyttävä haju [4] (jotkut ihmiset eivät pysty haistamaan sitä, herkkyyskynnys vaihtelee suuresti väestössä [5] [6] ).
Syaanivetyhappoa löytyy joistakin kasveista, koksiuunikaasusta , tupakansavusta, ja se vapautuu nailonin , polyuretaanien lämpöhajoamisen aikana .
Sekoittuu kaikissa suhteissa veteen , etanoliin , dietyylieetteriin . Se sekoittuu myös monien muiden alkoholien ja eetterien, aromaattisten hiilivetyjen ja hiilitetrakloridin kanssa [4] .
HCN-molekyylillä on lineaarinen rakenne [7] [8] ja atomien väliset etäisyydet H–C 0,1064 nm ja C≡N 0,1156 nm ja se on voimakkaasti polaarinen ( sähköinen dipolimomentti μ = 0,992⋅10 −29 Cm ) [4] .
Vedetön syaanivetysyanidi on voimakkaasti ionisoiva liuotin, johon liuenneet elektrolyytit hajoavat hyvin ioneiksi. Sen suhteellinen permittiivisyys 25 °C:ssa on [4] 106,8 (korkeampi kuin veden ). Tämä johtuu polaaristen HCN - molekyylien lineaarisesta liittymisestä vetysidosten muodostumisen vuoksi .
Sulamispiste -13,29 °C, kiehumispiste +25,65 °C. Tiheys 0,71618 g/cm3 0 °C:ssa, 0,68708 g/cm3 0 °C:ssa [4] .
Kriittinen paine 4,95 MPa, kriittinen lämpötila +183,5 °C, kriittinen tiheys 0,195 g/cm 3 [4] .
Taitekerroin n D = 1,26136 (20 °C) [4] .
Muodostumisentalpia on 132 kJ/mol, sulamisentalpia 8,41 kJ/mol, höyrystymisentalpia 25,2 kJ/mol. Palamisentalpia −663 kJ/mol. Entropia 201,71 J/(mol K) (298 K:ssa) [4] .
Dynaaminen viskositeetti 0,183 mPa·s, kinemaattinen viskositeetti 17,78 mN/m [4] .
Nestemäisen syaanivetyhapon ominaissähkövastus on 10 5 ohm·m [4] .
Kiinteä syaanivetyhappo normaalipaineessa esiintyy kahdessa kiteisessä muunnelmassa. Alle -102,78 °C:n lämpötiloissa se muodostaa rombisia kiteitä , avaruusryhmä I 2 mm , soluparametrit a = 0,413 nm , b = 0,485 nm , c = 0,434 nm , Z = 2 . Tämän lämpötilan yläpuolella se muuttuu tetragonaalisiksi kiteiksi , avaruusryhmä I 4 mm , soluparametrit a = 0,463 nm , c = 0,434 nm , Z = 2 [4] .
Erittäin heikko yksiemäksinen happo : sen dissosiaatiovakio Ka = 1,32⋅10 −9 , pK a = 8,88 (18 °C:ssa) [ 4] . Muodostaa suoloja metallisyanidien kanssa . Vuorovaikuttaa alkali- ja maa -alkalimetallien oksidien ja hydroksidien kanssa .
Syaanivetyhappohöyryt palavat ilmassa violetilla liekillä muodostaen H 2 O, CO ja N 2 . Itsesyttymislämpötila ilmassa on 538 °C. Leimahduspiste -18 °C. HCN-höyryjen räjähdysainepitoisuus ilmassa on 4,9–39,7 % [4] .
Hapen ja fluorin seoksessa se palaa vapauttaen suuren määrän lämpöä:
kJ.Syaanivetyhappoa käytetään laajasti orgaanisessa synteesissä. Se reagoi karbonyyliyhdisteiden kanssa muodostaen syanohydriinejä :
Kloorin kanssa bromi ja jodi muodostavat suoraan syanidihalogenideja:
Haloalkaanien - nitriilien kanssa (Kolben reaktio):
Se reagoi alkeenien ja alkyynien kanssa lisäämällä useita sidoksia:
Polymeroituu helposti emäksen läsnäollessa (usein räjähdyksellä). Muodostaa additiotuotteita , esim. HCN-CuCl.
Veden kanssa hajotettuna se tuottaa ammoniumformiaattia tai formamidia
Syanoryhmä yhdessä raudan kanssa antaa täyteläisen kirkkaan sinisen värin. Tunnettu yhdiste on Preussin sininen , heksasyanoferraattien seos, jonka kaava on Fe7(CN)18. Preussin sinisen sai vuonna 1704 saksalainen mestari Johann Jakob Diesbach, joka valmisti maaleja taiteilijoille. Ja jo vuonna 1782 ruotsalainen kemisti Karl Scheele sai syaanivetyhappoa (sinistä) Preussin sinisestä.
Syaanivetyhappo on erittäin myrkyllistä ja tappavan myrkyllistä. Se on aine, joka aiheuttaa kudostyypin happinälkää [ 9] . Samanaikaisesti sekä valtimo- että laskimoveressä havaitaan korkea happipitoisuus ja siten valtimo-laskimo-eron väheneminen, kudosten hapenkulutuksen jyrkkä lasku ja hiilidioksidin muodostumisen väheneminen niissä . Syaanivetyhappo ja sen suolat vereen liuenneena pääsevät kudoksiin, joissa ne ovat vuorovaikutuksessa rautasytokromioksidaasin kolmiarvoisen muodon kanssa . Yhdistettynä syanidin kanssa sytokromoksidaasi menettää kykynsä siirtää elektroneja molekyylihapeksi . Viimeisen hapetuslinkin epäonnistumisen vuoksi koko hengitysketju tukkeutuu ja kudosten hypoksia kehittyy . Valtimoveren mukana happea toimitetaan kudoksiin riittävästi, mutta ne eivät imeydy ja kulkeutuvat muuttumattomana laskimosänkyyn. Samanaikaisesti eri elinten ja järjestelmien normaalille toiminnalle välttämättömien makroergien muodostumisprosessit häiriintyvät. Glykolyysi aktivoituu , eli vaihto aerobisesta anaerobiseen rakentuu uudelleen. Myös muiden entsyymien toiminta on tukahdutettu - katalaasi , peroksidaasi , laktaattidehydrogenaasi .
Syaanivetyhapon vaikutuksesta kehittyvän kudosten hypoksian seurauksena keskushermoston toiminta heikkenee ensisijaisesti .
Akuutin myrkytyksen seurauksena hengitystiheys ja -syvyys lisääntyvät jyrkästi . Kehittyvää hengenahdistusta tulisi pitää kehon kompensoivana reaktiona hypoksiaan . Syaanivetyhapon stimuloiva vaikutus hengitykseen johtuu kaulavaltimoonteloiden kemoreseptoreiden virityksestä ja myrkyn suorasta vaikutuksesta hengityskeskuksen soluihin. Alkuperäinen hengityksen kiihtyminen myrkytyksen kehittyessä korvataan sen tukahduttamisella aina täydelliseen pysähtymiseen saakka. Näiden häiriöiden syyt ovat kudosten hypoksia ja energiaresurssien ehtyminen kaulavaltimon poskionteloiden soluissa ja ydinontelon keskuksissa .
Syaanivetyhappo, joka tunkeutuu vereen, vähentää solujen kykyä havaita happea virtaavasta verestä. Ja koska hermosolut tarvitsevat happea enemmän kuin muut, ne kärsivät ensimmäisinä sen toiminnasta. Myrkytyksen alkuvaiheessa sydämen sykkeen havaitaan hidastuvan . Verenpaineen nousu ja sydämen minuuttitilavuuden kasvu johtuvat toisaalta kaulavaltimoonon ja vasomotorisen keskuksen solujen kemoreseptoreiden virityksestä syaanivetyhapon vaikutuksesta ja katekoliamiinien vapautumisesta lisämunuaisista . ja sen seurauksena vasospasmi , toisaalta. Tulevaisuudessa verenpaine laskee, pulssi kiihtyy, kehittyy akuutti sydän- ja verisuonihäiriö ja tapahtuu sydämenpysähdys .
Veren punasolujen määrä lisääntyy , mikä selittyy pernan refleksisupistumisen seurauksena kehittyvän hypoksian seurauksena . Laskimoveren väri muuttuu kirkkaan helakanpunaiseksi ylimääräisen happipitoisuuden vuoksi , jota kudokset eivät imeydy. Valtio-laskimo-ero hapen määrässä pienenee jyrkästi. Kun kudoshengitystä tukahdutetaan, sekä veren kaasu- että biokemiallinen koostumus muuttuvat. Veren CO 2 - pitoisuus pienenee johtuen vähentyneestä muodostumisesta ja lisääntyneestä vapautumisesta hyperventilaatiossa . Tämä johtaa myrkytyksen kehittymisen alussa kaasumaiseen alkaloosiin , joka muuttuu metaboliseksi asidoosiksi , joka on seurausta glykolyysiprosessien aktivoitumisesta . Hapettamattomat aineenvaihduntatuotteet kerääntyvät vereen. Maitohapon pitoisuus kasvaa , asetonikappaleiden pitoisuus kasvaa, hyperglykemia havaitaan . Redox-prosessien rikkominen kudoksissa johtaa hypotermiaan . Siten syaanivetyhappo ja sen suolat aiheuttavat kudosten hypoksiaa ja siihen liittyviä hengitys- , verenkierto- , aineenvaihdunta- ja keskushermoston toimintoja , joiden vakavuus riippuu myrkytyksen vakavuudesta .
Kuten monet muutkin hapot , syaanivetyhappo syövyttää metalleja [10] .
On osoitettu, että neuronit pystyvät tuottamaan endogeenistä syaanivetyhappoa (vetysyanidia, HCN) endogeenisten tai eksogeenisten opioidien aktivoituessa ja että neuronien endogeenisen syaanihapon tuotanto lisää NMDA-reseptorien aktiivisuutta ja voi siten olla tärkeässä roolissa. signaalinsiirrossa hermosolujen välillä ( neurotransmissio ) . Lisäksi endogeenisen syanidin muodostuminen oli välttämätöntä endogeenisten ja eksogeenisten opioidien analgeettisen vaikutuksen täydelliseen ilmenemiseen, ja vapaan HCN:n muodostumista vähentävät aineet pystyivät vähentämään (mutta ei täysin poistamaan) endogeenisten ja eksogeenisten opioidien kipua lievittävää vaikutusta. . On ehdotettu, että endogeeninen syaanivetyhappo voi olla neuromodulaattori [11] .
Tiedetään myös, että feokromosytoomasolujen muskariinikolinergisten reseptoreiden stimulointi viljelmässä lisää niiden aiheuttamaa endogeenisen syaanivetyhapon muodostumista, mutta keskushermoston muskariiniasetyylikoliinireseptoreiden stimulaatio elävässä rotassa johtaa päinvastoin heikentyneeseen endogeenisen syaanihapon muodostuminen [12] .
On myös osoitettu, että leukosyytit erittävät syaanihappoa fagosytoosiprosessissa ja kykenevät tappamaan patogeenisiä mikro-organismeja [11] .
On mahdollista, että natriumnitroprussidin aiheuttama verisuonten laajeneminen ei liity ainoastaan typpioksidin muodostumiseen (mekanismi, joka on yhteinen kaikille nitraattiryhmän verisuonia laajentaville aineille, kuten nitroglyseriinille , nitrosorbidille), vaan myös syanidin muodostumiseen. On mahdollista, että endogeeninen syanidi ja sen neutraloinnissa elimistössä muodostuva tiosyanaatti vaikuttavat sydän- ja verisuonijärjestelmän toimintojen säätelyyn, vasodilataatioon ja ovat yksi endogeenisista verenpainetta alentavista aineista [13] .
Tällä hetkellä on kolme yleisintä menetelmää syaanivetyhapon valmistamiseksi teollisessa mittakaavassa:
(kosteuden läsnäollessa)
Tämä reaktio on joskus vahingossa tapahtuvien myrkytysten perusta, koska happo muuttaa haihtumattoman syanidisuolan vetysyanidikaasuksi.
Sitä voidaan saada laboratoriossa punaisen veren suolan ja laimean hapon vuorovaikutuksella: [14]
Se on raaka-aine akryylinitriilin , metyylimetakrylaatin , adiponitriilin ja muiden yhdisteiden valmistukseen. Useita sen johdannaisia käytetään jalometallien uuttamisessa malmeista, galvanoplastisessa kullauksessa ja hopeoinnissa, aromaattisten aineiden, kemiallisten kuitujen, muovien, kumin , orgaanisen lasin, kasvien kasvua stimuloivien aineiden ja rikkakasvien torjunta -aineiden tuotannossa .
Ranskan armeija käytti ensimmäistä kertaa syaanivetyhappoa kemiallisena sodankäynnin aineena 1. heinäkuuta 1916 Somme-joella [15] . Kuitenkin kumulatiivisten ominaisuuksien puutteen ja alhaisen vastuksen vuoksi sen myöhempi käyttö tässä ominaisuudessa on päättynyt.
Syaanivetyhappo oli pääainesosa Zyklon B :ssä, joka oli suosituin hyönteismyrkky Euroopassa toisen maailmansodan aikana ja jota natsit käyttivät myös ihmisten tappamiseen keskitysleireillä. Joissakin Yhdysvaltain osavaltioissa syaanivetyä on käytetty kaasukammioissa myrkyllisenä aineena kuolemantuomioiden täytäntöönpanossa ; tämä tehtiin viimeksi Arizonassa vuonna 1999 [16] . Kuolema tapahtuu yleensä 5-15 minuutin kuluessa.
Syaanivetyhapposuoloja kutsutaan syanideiksi . Kaikki syanidit, kuten itse happo, ovat erittäin myrkyllisiä. Syanidit hydrolysoituvat voimakkaasti . Säilytettäessä syanidien vesiliuoksia, joissa on hiilidioksidia, ne hajoavat:
CN - ioni (isoelektroninen CO -molekyyliin nähden ) sisältyy ligandina useisiin monimutkaisiin d-elementtien yhdisteisiin. Liuoksissa olevat monimutkaiset syanidit ovat erittäin stabiileja.
Raskasmetallisyanidit ovat termisesti epästabiileja; veteen, lukuun ottamatta elohopeasyanidia (Hg (CN) 2 ), ovat liukenemattomia. Syanidit muodostavat hapettuessaan suoloja - syanaatteja :
Monet metallit antavat ylimääräisen kaliumsyanidin tai natriumsyanidin vaikutuksesta monimutkaisia yhdisteitä , joita käytetään esimerkiksi kullan ja hopean uuttamiseen malmeista:
Syaanivetyhappo – voimakkain myrkky , jolla on yleinen myrkyllisyys , estää solujen sytokromioksidaasia , mikä johtaa vakavaan kudosten hypoksiaan . Puolitappavat annokset (LD 50 ) ja syaanivetyhapon pitoisuudet [17] :
Kun syaanivetyhappoa hengitetään pieninä pitoisuuksina, kurkussa on naarmuuntumista, karvas makua suussa, päänsärkyä, pahoinvointia , oksentelua , kipua rintalastan takana. Myrkytyksen lisääntyessä pulssi laskee, hengenahdistus lisääntyy, kouristukset kehittyvät ja tajunnan menetys. Samalla ei ole syanoosia (veren happipitoisuus on riittävä, sen hyödyntäminen kudoksissa on heikentynyt).
Kun syaanivetyhappoa hengitetään suurina pitoisuuksina tai nieltynä, ilmaantuu kloonis-tonisia kouristuksia ja hengityskeskuksen halvaantumisesta johtuva lähes välitön tajunnan menetys . Kuolema voi tapahtua muutamassa minuutissa.
Ihmiskehossa syaanivetyhapon metaboliitti on tiosyanaatti (tiosyanaatti) SCN- , joka muodostuu sen vuorovaikutuksessa rikin kanssa rodanaasientsyymin vaikutuksesta .
Syaanivetyhappomyrkytyksen hoitoon tunnetaan useita vastalääkkeitä , jotka voidaan jakaa kahteen ryhmään. Yhden vastalääkeryhmän terapeuttinen vaikutus perustuu niiden vuorovaikutukseen syaanivetyhapon kanssa myrkyttömien tuotteiden muodostamiseksi. Tällaisia lääkkeitä ovat esimerkiksi kolloidinen rikki ja erilaiset polytionaatit , jotka muuttavat syaanivetyhapon vähätoksiseksi tiosyanaatiksi , sekä aldehydit ja ketonit ( glukoosi , dihydroksiasetoni jne.), jotka sitovat syaanivetyhappoa kemiallisesti muodostaen syaanihydriinejä . Toinen vastalääkeryhmä sisältää lääkkeet, jotka aiheuttavat methemoglobiinin muodostumista veressä : syaanivetyhappo sitoutuu methemoglobiiniin eikä saavuta sytokromioksidaasia . Metyleenisinistä sekä typpihapon suoloja ja estereitä käytetään methemoglobiinin muodostajina .
Vastalääkkeiden vertaileva arviointi: metyleenisininen suojaa kahdelta tappavalta annokselta, natriumtiosulfaatti ja natriumtetratiosulfaatti - kolmelta annokselta, natriumnitriitti ja etyylinitriitti - neljältä annokselta, metyleenisininen yhdessä tetratiosulfaatin kanssa - kuudesta annoksesta, amyylinitriitti yhdessä tiosulfaatin kanssa - alkaen kymmenen annosta , natriumnitriitti yhdessä tiosulfaatin kanssa - kahdestakymmenestä tappavasta annoksesta syaanivetyhappoa.
MPC [1] työalueen ilmassa on 0,3 mg/m 3 (maksimi kertaluonteinen). [18] mukaan vaarallisella pitoisuudella ihmiset eivät todennäköisesti haise; ja [19] mukaan hajun havaintokynnys voi olla 5,6 mg/m 3 .
Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
|
syanidit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|