ЦИЈАНОВОДИЧНА КИСЕЛИНА: МОЛЕКУЛАРНА СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Киселина цијановодонична или водоник цијанид је органско једињење чија хемијска формула је ХЦН. Такође је познат и као метанонитрил или формонитрил и до пре неколико година као пруситна киселина, мада је то заправо друго једињење.

Цијановодична киселина је изузетно отровни, безбојни гас који се добија третирањем цијанида са киселинама. Ова киселина се налази унутар семенки брескве, која је на многим местима позната и као брескве.

Семе брескве, које садржи цијановодичну киселину или водоник цијанид, ХЦН. Ан.ха. Извор: Википедиа Цоммонс.

На собној температури нижој од 25 ° Ц то је течност, а изнад те температуре гас. У оба случаја је екстремно токсичан за људе, животиње и чак већину микроорганизама који нису аклиматизовани на њих. Добар је растварач за јоне. Веома је нестабилан јер се лако полимеризира.

Налази се у биљном царству уграђеном у молекуле неких гликозида, јер када их хидролизују биљни ензими, добијају се ХЦН, глукоза и бензалдехид.

Ови гликозиди се налазе у семенкама одређених плодова као што су брескве, марелице, трешње, шљиве и горки бадеми, тако да их никада не треба уносити.

Такође се налази у биљним гликозидима као што су неке врсте сирева. Такође, неке бактерије га производе током метаболизма. Користи се углавном у производњи полимера и у неким металуршким процесима.

ХЦН је смртоносни отров удисањем, гутањем и контактом. Присутна је у диму цигарете и диму из пожара пластике и материјала који садрже угљен и азот. Сматра се атмосферским загађивачем, јер се ствара током сагоревања органског материјала на великим површинама планете.

Молекуларна структура и електронска конфигурација

Водоник цијанид или водоник цијанид је ковалентно, молекуларно једињење са једним атомом водоника, једним угљеником и једним атомом азота.

Атом угљеника и атом азота деле 3 пара електрона, тако да творе троструку везу. Водоник је везан за угљеник који са овом везом има валенцију од четири и свој бајт за пуњење електрона.

Азот има валенсу од пет, а за комплетирање октета има пар непарних или самотних електрона који се налазе бочно.

ХЦН је, дакле, потпуно линеаран молекул, са парним паром електрона који се бочно налазе на азоту.

Левисова заступљеност цијановодичне киселине, где се посматрају електрони који се деле у свакој вези и усамљени електронски пар азота. Аутор: Марилу Стеа.

Структура цијановодичне киселине или цијановодика где се примећује трострука веза између угљеника и азота. Аутор: Марилу Стеа.

Номенклатура

- Цијановодична киселина

- Водоник цијанид

- Метанонитрил

- Формонитрил

- Цијановодична киселина

Својства

Физичко стање

Испод 25,6 ° Ц, ако је безводна и стабилизована, то је безбојна или бледо плава течност која је веома нестабилна и токсична. Ако је изнад те температуре, то је изузетно отровни безбојни гас.

Молекуларна тежина

27,03 г / мол

Тачка топљења

-13,28 ºЦ

Тачка кључања

25,63 ° Ц (имајте на уму да кључа изнад собне температуре).

Температура паљења

-18 ºЦ (метода затворене чаше)

Температура самопаљења

538 ºЦ

Густина

0,6875 г / цм ³ на 20 ° Ц

Растворљивост

Потпуно се меша са водом, етилним алкохолом и етил етром.

Константа дисоцијације

К = 2,1 к 10 ^-9

пК _а = 9,2 (то је веома слаба киселина)

Нека хемијска својства

ХЦН има веома високу диелектричну константу (107 до 25 ºЦ). То је зато што његови молекули су веома поларне и сарадник кроз водоничних веза, као у случају воде Х ₂ О.

Због високе диелектричне константе, ХЦН се показао добрим јонизујућим растварачем.

Течни безводни ХЦН је веома нестабилан, има тенденцију насилно полимеризирати. Да би то избегли, додају стабилизатори, као што је мали проценат Х ₂ СО ₄ .

У воденом раствору и у присуству амонијака и високог притиска формира аденин, једињење које је део ДНК и РНК, то јест биолошки важан молекул.

То је веома слаба киселина, јер је њена константа јонизације врло мала, па јо само делимично јонизује у води, дајући анион цијанида ЦН ^- . Он ствара соли са базама, али не и са карбонатима.

Њени водени раствори који нису заштићени од светлости разлажу се полако стварајући амонијум формате ХЦООНХ ₄ .

У раствору има мирис бадема.

Корозивност

Како је то слаба киселина, она углавном није корозивна.

Међутим, водени раствори ХЦН који садрже сумпорну киселину као стабилизатор снажно нападају челик на температурама изнад 40 ° Ц, а нехрђајући челик на температурама изнад 80 ° Ц.

Даље разблажени водени раствори ХЦН могу изазвати стрес угљеничном челику чак и на собној температури.

Такође може напасти неке врсте гума, пластике и премаза.

Локација у природи

Налази се релативно богато у биљном царству као део гликозида.

На пример, она се генерише из амигдалин Ц ₆ Х ₅ ЦХ (-ЦН) -О-Глуцосе-О-глукозе, једињења присутна у горких бадема. Амигдалин је цијаногени бета-глукозид, пошто када се хидролизује формира два молекула глукозе, један од бензалдехида и један ХЦН. Ензим који их ослобађа је бета-глукоксидаза.

Амигдалин се може наћи у семенкама брескве, марелице, горког бадема, трешања и шљива.

Неке врсте биљака сорга садрже цијаногени глукозид зван дуррин (тј. П-хидрокси- (С) -манделонитрил-бета-Д-глукозид). Ово једињење се може разградити ензиматском хидролизом у два корака.

Прво, ензим дурриназа који је ендоген у биљкама сирка хидролизује га у глукозу и п-хидрокси- (С) -манделонитрил. Потоњи се затим брзо претвара у слободни ХЦН и п-хидроксибензалдехид.

Биљка сирка са високим садржајем дуррина. Није доступан аутор за читање машина. Петхан је претпоставио (на основу тврдњи о ауторским правима). . Извор: Википедиа Цоммонс.

ХЦН је одговоран за отпорност биљака сирка на штеточине и патогене.

То се објашњава чињеницом да дуррин и ензим дурриназа имају различите локације у овим биљкама, а они долазе у контакт само када су ткива повређена или уништена, ослобађајући ХЦН и штитећи биљку од инфекција које би могле пробити кроз повређени део. .

Дуррин молекул где се посматра трострука ЦН веза, која ензимском хидролизом ствара ХЦН. Едгар181. Извор: Википедиа Цоммонс.

Уз то, неке људске патогене бактерије као што су Псеудомонас аеругиноса и П. гингивалис производе га током метаболичке активности.

Апликације

У припреми других хемијских једињења и полимера

Употреба која укључује већину ХЦН-а произведеног на индустријском нивоу је припрема интермедијара за органску синтезу.

Користи се у синтези адипонитрил НЦ- (ЦХ ₂ ) ₄ -ЦН, која се користи за припрему најлон или најлон, полиамид. Такође се користи за припрему акрилонитрил или цианоетхилене ЦХ ₂ = ЦХ-ЦН, коришћеном за припремање акрилне влакна и пластике.

Његов дериват натријум-цијанид НаЦН користи се за обнављање злата током копања овог метала.

Још један од његових деривата, цијаноген хлорид ЦлЦН, користи се за формуле пестицида.

ХЦН се користи за добијање хелатних агенса као што је ЕДТА (етилен-диамин-тетра-ацетат).

Користи се за производњу фероцијанида и неких фармацеутских производа.

Разне намене

ХЦН гас се користи као инсектицид, фунгицид и дезинфекцијско средство за запаљење бродова и зграда. Такође да запуните намештај како бисте га вратили.

ХЦН се користи у полирању метала, електродепозицији метала, фотографским процесима и металуршким процесима.

Због изразито високе токсичности означен је као хемијско ратно средство.

У пољопривреди

Коришћен је као хербицид и пестицид у воћњацима. Коришћен је за контролу вага и других патогена на стаблима цитруса, али неки од тих штеточина постали су отпорни на ХЦН.

Такође се користи за запаљење силоса за зрно. Гас ХЦН припремљен на лицу места коришћен је за запаљење зрна пшенице како би се сачували од штеточина као што су инсекти, гљивице и глодавци. За ову употребу је од суштинског значаја да семе које се гуљи толерише пестицидно средство.

Испитивање је обављено прскањем семенки пшенице ХЦН-ом и откривено је да не утиче негативно на њихов клијајући потенцијал, већ му се чини да то погодује.

Међутим, високе дозе ХЦН могу значајно да смање дужину ситних листова који извиру из семена.

С друге стране, због чињенице да је моћан нематицид и да га неке биљке сарга имају у својим ткивима, истражује се потенцијал биљака сорга да се користе као биоцидни зелени стајски гној.

Његова употреба служила би побољшању тла, сузбијању корова и контроли болести и оштећења узрокованих фитопаразитским нематодама.

Ризици

За људе, ХЦН је смртоносни отров на све начине: удисање, гутање и контакт.

Аутор: Цлкер-Фрее-Вецтор-Имагес. Извор: Пикабаи.

Удисање може бити фатално. Процјењује се да око 60-70% популације може открити горки бадемов мирис ХЦН када се налази у зраку у концентрацији од 1-5 ппм.

Али постоји 20% популације која то не може открити чак ни у смртоносним концентрацијама, јер то генетски нису у стању.

Гутањем је акутни отров тренутног деловања.

Ако њихови раствори дођу у контакт с кожом, повезани цијанид може бити смртоносан.

ХЦН је присутан у цигаретном диму и који настаје када се сагорева пластика која садржи азот.

Механизам смртоносног деловања у телу

То је хемијски асфиксатор и брзо је токсичан, што често доводи до смрти. При уласку у тијело веже се за металоензиме (ензиме који садрже метални јон), инактивирајући их. Токсично је средство за разне органе људског тела

Његов главни токсични ефекат састоји се у инхибицији ћелијског дисања, јер деактивира ензим који утиче на фосфорилацију у митохондријама, а то су органеле које, између осталог, интервенишу у респираторној функцији ћелија.

Ризик од цигарете

ХЦН је присутан у цигаретном диму.

Иако многи знају дејство отровања ХЦН-ом, мало људи схвата да је изложено његовом штетном утицају кроз цигаретни дим.

ХЦН је један од узрока инхибиције неколико ћелијских респираторних ензима. Количина ХЦН-а присутна у цигаретном диму има посебно штетан утицај на нервни систем.

Забиљежени су нивои ХЦН у цигаретном диму између 10 и 400 µг по цигарети за директно удисани дим и 0,006 до 0,27 µг / цигарета за секундарно удисање (рабљени дим). ХЦН производи токсичне ефекте од 40 уМ па надаље.

Аутор: Алекас Фотос. Извор: Пикабаи.

Ако се удише, брзо улази у крвоток, где се ослобађа у плазму или се веже за хемоглобин. Мали део се претвара у тиоцијанат и излучује се мокраћом.

Ризици загревања ХЦН

Дуго излагање топлоти течне ХЦН у затвореним посудама може узроковати неочекивано насилно пуцање спремника. Може да полимеризира експлозивно на 50-60 ° Ц, у присуству трагова лужине и у одсуству инхибитора.

Присуство ХЦН у диму ватре

ХЦН се ослобађа током сагоревања полимера који садрже азот, попут вуне, свиле, полиакрилонитрила и најлона, између осталог. Ови материјали присутни су у нашим домовима и у већини места људског деловања.

Из тог разлога, током пожара ХЦН потенцијално може бити узрок смрти удисањем.

Загађивач атмосфере

ХЦН је загађивач тропосфере. Отпоран је на фотолизу и под атмосферским атмосферским условима не подвргава се хидролизи.

Фотокемијски произведени хидроксилни ОХ • радикали могу да реагују са ХЦН, али реакција је веома спора, па је полуживот ХЦН у атмосфери 2 године.

Када се биомаса, нарочито тресет, сагорева, ХЦН се ослобађа у атмосферу, такође током индустријских активности. Међутим, сагоревање тресета је 5 до 10 пута веће загађење од сагоревања других врста биомасе.

Неки истраживачи су открили да високе температуре и суша изазвани феноменом Ел Нино у одређеним областима планете погоршавају сезонске пожаре у областима са високим садржајем распаднуте биљне материје.

Аутор: Стеве Буиссинне Извор: Пикабаи.

То доводи до интензивног сагоревања биомасе у сушним сезонама.

Ови догађаји су извор високе концентрације ХЦН у тропосфери која се на крају транспортује у доњу стратосферу, остајући врло дуго времена.

Референце

1. Цоттон, Ф. Алберт и Вилкинсон, Геоффреи. (1980). Напредна неорганска хемија. Четврто издање. Јохн Вилеи & Сонс.
2. Америчка национална медицинска библиотека. (2019). Водоник цијанид. Опоравак од пубцхем.нцби.нлм.них.гов.
3. Гидлов, Д. (2017). Водоник цијанид - ажурирање. Медицина рада 2017; 67: 662-663. Опоравак од нцби.нлм.них.гов.
4. Ван Ностранд-ова научна енциклопедија. (2005). Водоник цијанид. 9 ^-ог опоравио од онлинелибрари.вилеи.цом.
5. Рен, И.-Л. ет ал. (деветнаест деведесет шест). Утицај цијанида водоника и карбонил сулфида на клијавост и живахност пшенице. Пестиц. Сци. 1996, 47, 1-5. Опоравак од онлинелибрари.вилеи.цом.
6. Де Ницола, ГР и др. (2011). Једноставна аналитичка метода за процену садржаја Дхуррина у цијаногеним биљкама за њихову употребу у сточној храни и биофумигацији. Ј. Агриц. Фоод Цхем. 2011, 59, 8065-8069. Опоравак од пубс.ацс.орг.
7. Схеесе, ПЕ и др. (2017). Глобално повећање цијанида водоника у доњој стратосфери током 2016. Геопхис. Рес. Летт., 44, 5791-5797. Опоравак од агупубс.онлинелибрари.вилеи.цом.
8. Сурлева, АР и Дроцхиоиу, Г. (2013). Визуализација опасности од пушења: Једноставно спектрофотометријско одређивање хидроген цијанида у диму и филтерима цигарете. Ј. Цхем., Едуц. 2013, 90, 1654-1657. Опоравак од пубс.ацс.орг.
9. Аларие, И. и др. (1990). Улога водоник-цијанида у људским смртовима у пожару. У ватри и полимерима. Поглавље 3. Серија АЦС симпозијума. Опоравак од пубс.ацс.орг.