Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Синильна кислота



План:


Введення

Синильна (ціанистоводнева) кислота, ціаністий водень, HCN [1] - безбарвна, дуже летка, легкоподвижная рідина з характерним запахом [2].

Синильна кислота міститься в деяких рослинах, коксовому газі, тютюновому димі, виділяється при термічному розкладанні нейлону, поліуретанів. Змішується у всіх відносинах з водою, етанолом, діетиловим ефіром.


1. Властивості

1.1. Хімічні

Молекула HCN сильно полярна (μ = 0,96 10 -29 Кл м).

Безводний ціаністий водень є сильно іонізуючим розчинником, розчинені в ньому електроліти добре дисоціюють на іони. Його відносна діелектрична проникність при 25 C дорівнює 107 (вище, ніж у води). Це обумовлено лінійної асоціацією полярних молекул HCN за рахунок освіти водневих зв'язків.

Дуже слабка одноосновная кислота До = 1,32 10 -9 (18 C). Утворює з металами солі - ціаніди. Взаємодіє з оксидами і гидроксидами лужних і лужноземельних металів.

Пари синильної кислоти горять на повітрі фіолетовим полум'ям з утворенням Н 2 О, СО 2 і N 2. У суміші кисню з фтором горить з виділенням великої кількості тепла:

\ Mathrm {2HCN + O_2 + F_2 \ rightarrow 2HF + 2CO + N_2 + 1020} кДж.

Синильна кислота широко застосовується в органічному синтезі. Вона реагує з карбонільними сполуками, утворюючи ціангідріни :

\ Mathrm {RR'C \! = \! O + HCN \ rightarrow RR'C (OH) CN}.

З хлором, бромом і йодом прямо утворює ціангалогеніди:

\ Mathrm {X_2 + HCN \ rightarrow XCN + HX}.

З галогеналканамі - нітрили (реакція Кольбе):

\ Mathrm {RX + HCN \ rightarrow R \! - \! CN + HX}.

З алкенами і алкинов реагує, приєднуючись до кратних зв'язків:

\ Mathrm {HCN + CH \! \ Equiv \! CH \ xrightarrow {Cu ^ +} CH_2 \! = \! CHCN}.
\ Mathrm {HCN + CH_2 \! = \! CH_2 \ \ xrightarrow {Pd/Al_2O_3} \ CH_3CH_2CN}.
\ Mathrm {HCN + RCH \! = \! NH \ xrightarrow {Cu ^ +} RCH (NH_2) CN}.

Легко полімеризується в присутності підстави (часто зі вибухом). Утворює аддукт, наприклад HCN-CuCl.


1.2. Фізіологічні

Синильна кислота є речовиною, що викликає кисневе голодування тканинного типу. При цьому спостерігається високий вміст кисню як в артеріальної, так і в венозної крові і зменшення таким чином артеріо-венозної різниці, різке зниження споживання кисню тканинами зі зменшенням освіти в них вуглекислоти. Синильна кислота і її солі, розчинені в крові, досягають тканин, де вступають у взаємодію з тривалентної формою заліза цитохромоксидази. З'єднавшись з ціанідом, цитохромоксидаза втрачає здатність переносити електрони на молекулярний кисень. Внаслідок виходу з ладу кінцевої ланки окислення блокується вся дихальна ланцюг і розвивається тканинна гіпоксія. Кисень доставляється до тканин в достатній кількості з артеріальною кров'ю, але ними не засвоюється і переходить в незміненому вигляді у венозне русло. Одночасно порушуються процеси утворення макроергів, необхідних для нормальної діяльності різних органів і систем. Активізується гліколіз, тобто обмін з аеробного перебудовується на анаеробний. Також пригнічується активність і інших ферментів - каталази, пероксидази, лактатдегідрогенази.


1.2.1. Дія на нервову систему

У результаті тканинної гіпоксії, що розвивається під впливом синильної кислоти, в першу чергу порушуються функції центральної нервової системи.

1.2.2. Дія на дихальну систему

У результаті гострого отруєння спостерігається різко виражене збільшення частоти та глибини дихання. Розвивається задишку слід розглядати як компенсаторну реакцію організму на гіпоксію. Стимулююча дія синильної кислоти на дихання обумовлено збудженням хеморецепторів каротидного синуса і безпосередньою дією отрути на клітини дихального центру. Первісне порушення дихання з розвитком інтоксикації змінюється його пригніченням аж до повної зупинки. Причинами цих порушень є тканинна гіпоксія і виснаження енергетичних ресурсів в клітинах каротидного синуса і в центрах довгастого мозку.


1.2.3. Дія на серцево-судинну систему

Проникаючи в кров, вона знижує здатність клітин сприймати кисень з притікає крові. Настає кисневе голодування . А так як нервові клітини більше всіх інших мають потребу в кисні, вони першими страждають від дії синильної кислоти. У початковому періоді інтоксикації спостерігається уповільнення серцевого ритму. Підвищення артеріального тиску і збільшення хвилинного об'єму серця відбуваються за рахунок порушення синильною кислотою хеморецепторів каротидного синуса і клітин судинного центру, з одного боку, викиду катехоламінів з надниркових залоз і внаслідок цього спазму судин - з іншого. У міру розвитку отруєння артеріальний тиск падає, пульс частішає, розвивається гостра серцево-судинна недостатність і настає зупинка серця.


1.2.4. Зміни в системі крові

Вміст у крові еритроцитів збільшується, що знаходить пояснення в рефлекторному скорочення селезінки у відповідь на розвивається гіпоксію. Колір венозної крові стає яскраво-червоним за рахунок надмірного вмісту кисню, не поглиненого тканинами. Артерія-венозна різниця по кисню різко зменшується. При пригніченні тканинного дихання змінюється як газовий, так і біохімічний склад крові. Зміст CO 2 в крові знижується внаслідок меншого освіти і посиленого її виділення при гіпервентиляції. Це призводить на початку розвитку інтоксикації до газового алкалозу, який змінюється метаболічним ацидозом, що є наслідком активації процесів гліколізу. У крові накопичуються недоокислені продукти обміну. Збільшується зміст молочної кислоти, зростає вміст ацетонових тіл, зазначається гіперглікемія. Порушенням окислювально-відновних процесів в тканинах пояснюється розвиток гіпотермії. Таким чином, синильна кислота і її солі викликають явища тканинної гіпоксії та пов'язані з нею порушення дихання, кровообігу, обміну речовин, функції центральної нервової системи, вираженість яких залежить від тяжкості інтоксикації.


2. Отримання

На даний момент є три найбільш поширених методу отримання синильної кислоти в промислових масштабах:

\ Mathrm {2NH_3 + 2CH_4 + 3O_2 \ xrightarrow {Pt} 2HCN + 6H_2O}.

  • Метод BMA (Blausure aus Methan und Ammoniak), запатентований фірмою Degussa : прямий синтез з аміаку та метану в присутності платинового каталізатора при високій температурі:

\ Mathrm {NH_3 + CH_4 \ xrightarrow {Pt} HCN + 3H_2}.

  • Побічний продукт при виробництві акрилонітрилу шляхом окисного аммоноліза пропілену.

3. Застосування

3.1. У хімічному виробництві

Є сировиною для отримання акрилонітрилу, метилметакрилату, адіпонітріла та інших з'єднань. Синильна кислота і велике число її похідних використовуються при добуванні благородних металів з руд, при гальванопластичного золоченні і сріблення, у виробництві ароматичних речовин, хімічних волокон, пластмас, каучуку, органічного скла, стимуляторів росту рослин, гербіцидів.


3.2. Як отруйна веществo

Вперше в ролі бойового отруйної речовини синильна кислота була використана французькою армією 1 липня 1916 на річці Соммі [3]. Однак через відсутність кумулятивних властивостей і малої стійкості на місцевості подальше використання синильної кислоти в цій якості припинилося.

Синильна кислота була основною складовою частиною препарату " Циклон Б ", який застосовувався нацистами під час Другої світової війни для вбивства людей в концентраційних таборах. У деяких штатах США синильна кислота використовувалася в газових камерах в якості отруйної речовини при виконанні вироків смертної кари, в останній раз це було зроблено в Арізоні в 1999 році. [4] Смерть, як правило, настає протягом 5-15 хвилин.


4. Солі

Солі синильної кислоти називаються ціанідами. Ціаніди піддаються сильному гідролізу. При зберіганні водних розчинів ціанідів при доступі діоксиду вуглецю вони розкладаються:

  • ~ \ Mathrm {KCN + H_2O + CO_2 \ longrightarrow HCN + KHCO_3}
  • ~ \ Mathrm {KCN + 2H_2O \ longrightarrow NH_3 + HCOOK}

Іон CN - (ізоелектронних молекулі СО) входить як ліганд у велике число комплексних сполук d-елементів. Комплексні ціаніди в розчинах дуже стабільні.

Ціаніди важких металів термічно нестійкі; в воді, крім ціаніду ртуті (Hg (CN) 2), нерозчинні. При окисленні ціаніди утворюють солі - ціанати :

~ \ Mathrm {2KCN + O_2 \ longrightarrow 2KOCN}

Багато металів при дії надлишку ціаніду калію або ціаніду натрію дають комплексні сполуки, що використовується, наприклад, для витягання золота і срібла з руд:

~ \ Mathrm {4NaCN + 2Au + \ frac {1} {2} O_2 + H_2O \ longrightarrow 2Na [Au (CN) _2] + 2NaOH}

5. Біологічні властивості

Синильна кислота - сильний отрута загальнотоксичної дії, блокує клітинну цитохромоксидазу, в результаті чого виникає виражена тканинна гіпоксія. Середні летальні дози (LD 50) і концентрації для синильної кислоти [5] :

  • Миші:
    • орально (ORL-MUS LD 50) - 3,7 мг / кг
    • при вдиханні (IHL-MUS LD 50) - 323 М.Д.
    • внутрішньовенно (IVN-MUS LD 50) - 1 мг / кг
  • Кролики
    • внутрішньовенно (IVN-RBT LD 50) <1 мг / кг
  • Людина, мінімальна опублікована смертельна доза (ORL-MAN LDLo) <1 мг / кг

При вдиханні синильної кислоти в невеликих концентраціях спостерігається дряпання в горлі, гіркий смак у роті, головний біль, нудота, блювота, болі за грудиною. При наростанні інтоксикації зменшується частота пульсу, посилюється задишка, розвиваються судоми, настає втрата свідомості. При цьому ціаноз відсутній (вміст кисню в крові достатній, порушена його утилізація в тканинах).

При вдиханні синильної кислоти у високих концентраціях або при попаданні її всередину з'являються клоніко-тонічні судоми і майже миттєва втрата свідомості внаслідок паралічу дихального центру. Смерть може наступити протягом декількох хвилин.


6. Антидоти синильної кислоти

Для лікування отруєнь синильною кислотою відомо кілька антидотів, які можуть бути розділені на дві групи. Лікувальна дія однієї групи антидотів засноване на їх взаємодії з синильною кислотою з утворенням нетоксичних продуктів. До таких препаратів належать, наприклад, колоїдна сірка і різні політіонати, що переводять синильну кислоту в малотоксичні роданістоводородную кислоту, а також альдегіди і кетони ( глюкоза, діоксіацетон тощо), які хімічно пов'язують синильну кислоту з утворенням ціангідрінов. До іншої групи антидотів відносяться препарати, що викликають утворення в крові метгемоглобіну : синильна кислота зв'язується метгемоглобіну і не доходить до цитохромоксидази. Як метгемоглобіноутворювачами застосовують метиленового синь, а також солі та ефіри азотистої кислоти.

Порівняльна оцінка антидотної коштів: метиленовая синь оберігає від двох смертельних доз, тіосульфат натрію і тетратіосульфат натрію - від трьох доз, нітрит натрію і етілнітріт - від чотирьох доз, метиленовая синь спільно з тетратіосульфатом - від шести доз, амілнітріт спільно з тіосульфатом - від десяти доз, азотистокислий натрій спільно з тіосульфатом - від двадцяти смертельних доз синильної кислоти.


Література

  • Карапетьянц М. Х. Дракіно С. І. Загальна та неорганічна хімія - М .: Хімія, 1994.

Примітки

  1. Зазвичай під синильною кислотою в хімії мається на увазі водний розчин ціаністого водню, тому ототожнення синильної кислоти з самим ціаністим воднем, хоча і широко поширене, не цілком коректно.
  2. Кочующее з джерела в джерело повір'я, що ціаністий водень пахне гірким мигдалем, мабуть, бере свій початок із спостережень аптекарів, які здавна отримують слабкі розчини синильної кислоти перегонкою з водяною парою амігдалінсодержащего сировини (ядер мигдалю та ін.) При цьому крім ціанистого водню з водяною парою переганяється і деяку кількість бензальдегіду, який насправді і зумовлює запах гіркого мигдалю. Що ж до справжнього запаху ціаністого водню, то він досить неприємний ("важкий", дратівливий) і швидко притупляється через параліч нюхових нейронів.
  3. Сайт МСоЕС - www.seu.ru/cci/lib/books/calendar/07.htm
  4. P. Clarke, L. Hardy, A. Williams "Executioners", London, 2008, page 493 (ISBN 978-0-70880-491-9)
  5. Safety (MSDS) data for hydrogen cyanide - msds.chem.ox.ac.uk / HY / hydrogen_cyanide.html
Бойові отруйні речовини
Загальноотруйної дії Ціановодорода (AC) Хлорціан (CK) Арсин (SA) Фосфін (PH) Чадний газ (CO)
Задушливої ​​дії Фосген (CG) Діфосген (DP) Хлор (CL)
Шкірнонаривної дії Іприт (HD) Люізіт (L) Метілдіхлорарсін (MD) Етілдіхлорарсін (ED) Фенілдіхлорарсін (PD) Сесквііпріт (Q) Азотисті іприт (HN1, HN2, HN3) Кисневий іприт (T)
Нервово-паралітичної дії
V-агенти VE VP VS VR VM VX Амітон (VG) EA 3148
G-агенти Табун (GA) Зарін (GB) Зоман (GD) Ціклозарін (GF) Етілзарін (GE) GV
Дратівної дії
( іррітанти)
Сльозоточиві речовини
( лакріматор)
Хлорацетофенон (CN) Хлорпікрин (PS) Акролеїн (DG) Каміт (CA) Мартон (BA) Метілізоціаната
Чхальний речовини
( стерніти)
Адамсит (DM) Діфенілхлорарсін (DA) Діфенілціанарсін (DC)
Комплексні Дібензоксазепін (CR) Хлорбензальмалондінітріл (CS)
Психохімічної дії
(Інкапасітанти)
Хінукліділ-3-бензілат (BZ) Фенциклідін (SN) ЛСД (K) Апоморфін EA 3167
Больового дії (алгогени) 1-метокси-1 ,3,5-ціклогептатріен (CH)
Метаболічні отрути
(Цітотоксіканти)
Дихлоретан Оксид етилену Поліхлордібензодіоксіни (ПХДД) Поліхлордібензофурани (ПХДФ)

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Антранілова кислота
Рибонуклеїнова кислота
Креатінфосфорная кислота
Оцтова кислота
Метафосфорная кислота
Дезоксирибонуклеїнова кислота
Піровиноградна кислота
Піровиноградна кислота
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru