stringtranslate.com

Циан

Циан – химическое соединение формулы ( CN ) 2 . _ Простейший стабильный нитрид углерода , это бесцветный и высокотоксичный газ с резким запахом . Молекула представляет собой псевдогалоген . Молекулы циана состоят из двух групп CN – аналогичных двухатомным молекулам галогена, таких как Cl 2 , но гораздо менее окислительных. Две цианогруппы связаны между собой атомами углерода : N≡C‒C≡N, хотя были обнаружены и другие изомеры . [6] Это название также используется для радикала CN, [7] и, следовательно, используется для таких соединений, как бромциан (NCBr) [8] (но см. также Цианорадикал .)

Циан представляет собой ангидрид оксамида :

H 2 NC(O)C(O)NH 2 → NCCN + 2 H 2 O

хотя оксамид получают из циана путем гидролиза: [9]

NCCN + 2 H 2 O → H 2 NC(O)C(O)NH 2

Подготовка

Циан обычно образуется из цианидных соединений. Один лабораторный метод предполагает термическое разложение цианида ртути :

2 Hg(CN) 2 → (CN) 2 + Hg 2 (CN) 2

Альтернативно можно объединить растворы солей меди (II) (таких как сульфат меди (II) ) с цианидами; образуется нестабильный цианид меди (II), который быстро разлагается на цианид меди (I) и цианоген. [10]

2 CuSO 4 + 4 KCN → (CN) 2 + 2 CuCN + 2 K 2 SO 4

В промышленности его получают путем окисления цианистого водорода , обычно с использованием хлора над активированным катализатором диоксида кремния или диоксида азота над солью меди . Он также образуется при взаимодействии азота и ацетилена под действием электрической искры или разряда. [11]

Изомеры

Цианоген — это NCCN. Существуют менее стабильные изомеры, у которых порядок атомов отличается. Изоцианоген (или цианоизоцианоген) — это NCNC, диизоцианоген — это CNNC, а диазодиуглерод [ нужна ссылка ] — CCNN.

Парацианоген

Парацианоген представляет собой полимер цианогена. Его лучше всего приготовить путем нагревания цианида ртути. Его также можно получить путем нагревания цианида серебра , цианата серебра , йодида циана или йодида циануровой кислоты. [12] Его также можно получить путем полимеризации цианогена при температуре от 300 до 500 ° C (от 572 до 932 ° F) в присутствии следовых примесей. Парацианоген также можно превратить обратно в циан путем нагревания до 800 ° C (1470 ° F). [9] На основании экспериментальных данных структура этого полимерного материала считается довольно нерегулярной: большинство атомов углерода относятся к типу sp 2 и локализованным доменам π-сопряжения. [13]

История

Циан был впервые синтезирован в 1815 году Жозефом Луи Гей-Люссаком , который определил его эмпирическую формулу и дал ему название. Гей-Люссак придумал слово «цианоген» от греческих слов κυανός (кианос, синий) и γεννάω (геннао, я создаю), поскольку цианид был впервые выделен шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле из пигмента « берлинская лазурь ». [14] Он приобрел важное значение с ростом промышленности удобрений в конце 19 века и остается важным промежуточным звеном в производстве многих удобрений. Он также используется в качестве стабилизатора при производстве нитроцеллюлозы .

Циан обычно встречается в кометах . [15] В 1910 году спектроскопический анализ кометы Галлея обнаружил в хвосте кометы цианоген, что привело к опасениям общественности, что Земля будет отравлена, когда она пройдет через хвост. Люди в Нью-Йорке носили противогазы, а торговцы продавали шарлатанские «таблетки-кометы», которые, как утверждается, нейтрализуют отравление. [15] Из-за чрезвычайно рассеянной природы хвоста не было никакого эффекта, когда планета прошла через него. [16] [17]

Безопасность

Как и другие цианиды , циан очень токсичен, так как легко подвергается восстановлению до цианида, который отравляет комплекс цитохром-с-оксидазы , тем самым прерывая митохондриальную цепь переноса электронов . Циановый газ раздражает глаза и дыхательную систему. Вдыхание может привести к головной боли, головокружению, учащению пульса, тошноте, рвоте, потере сознания, судорогам и смерти, в зависимости от воздействия. [18] Смертельная доза при вдыхании обычно составляет от 100 до 150 миллиграммов (от 1,5 до 2,3 грана ).

Циан образует второе по температуре известное природное пламя (после субнитрида углерода ) с температурой более 4525 ° C (8 177 ° F), когда он горит в кислороде. [19] [20]

В популярной культуре

В сериале Доктора Кто « Мозг Морбиуса » (5-й сериал 13-го сезона) Доктор синтезирует цианоген, используя цианистый водород в качестве исходного материала, и выпускает его через трубу, чтобы помешать Солону провести операцию на мозге тела Морбиуса. однако он завершает его, но вскоре умирает от отравления цианогеном.

В «Драгнете» (1987) Пятница (Дэн Эйкройд) и Стрибек (Том Хэнкс) выслеживают злодея, укравшего «псевдогалогенное соединение циан». [21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «оксалонитрил (CHEBI:29308)» . Химические соединения, представляющие биологический интерес . Великобритания: Европейский институт биоинформатики. 27 октября 2006 г. Главная . Проверено 6 июня 2012 года .
  2. ^ ab Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям . Департамент здравоохранения и социальных служб, Центры по контролю заболеваний, Национальный институт безопасности и гигиены труда. Сентябрь 2007. с. 82.
  3. ^ ab Индекс Merck (10-е изд.). Рэуэй, Нью-Джерси: Merck & Co., 1983. с. 385. ИСБН 9780911910278.
  4. ^ ab "Front Matter". Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. с. 902. дои : 10.1039/9781849733069-FP001. ISBN 978-0-85404-182-4.
  5. ^ abcdef Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0161». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  6. ^ Рингер, Алабама; Шерилл, компакт-диск; Кинг, РА; Кроуфорд, Т.Д. (2008). «Низколежащие синглетные возбужденные состояния изоцианогена». Международный журнал квантовой химии . 106 (6): 1137–1140. Бибкод : 2008IJQC..108.1137R. дои : 10.1002/qua.21586.
  7. ^ Ирвин, Уильям М. (2011). «Цианогенный радикал». Энциклопедия астробиологии . п. 402. дои : 10.1007/978-3-642-11274-4_1806. ISBN 978-3-642-11271-3.
  8. ^ Хартман, WW; Дрегер, Э.Э. (1931). «Бромистый циан» (PDF) . Органические синтезы . 11:30 .; Коллективный том , том. 2, с. 150
  9. ^ аб Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 320–321. ISBN 978-0-08-037941-8.
  10. ^ Браттон, ТК; Линн, JW (1959). «Синтез и химия циана». Химические обзоры . 59 (5): 841–883. дои : 10.1021/cr50029a003.
  11. ^ Бренеман, А.А. (январь 1889 г.). «Фиксация атмосферного азота». Журнал Американского химического общества . 11 (1): 2–27. дои : 10.1021/ja02126a001.
  12. ^ Биркумшоу, LL; FM Тайлер; Д. Х. Уиффен (1954). «Парацианоген: его образование и свойства. Часть I». Дж. Хим. Соц. : 931–935. дои : 10.1039/JR9540000931.
  13. ^ Майя, Леон (1993). «Пересмотр парацианогена». Журнал полимерной науки, часть A (представленная рукопись). 31 (10): 2595–2600. Бибкод : 1993JPoSA..31.2595M. дои : 10.1002/pola.1993.080311020.
  14. ^ Гей-Люссак, JL (1815). «Исследования по русской кислоте». Annales de Chimie (на французском языке). 95 : 136–231. Гей-Люссак называет цианоген на стр. 163.
  15. ^ ab «Кометный гейзер ядовитого газа преподносит сюрпризы». science.nasa.gov . 02.11.2010. Архивировано из оригинала 6 ноября 2010 г.
  16. ^ «Ядовитый хвост кометы» (PDF) . Газета "Нью-Йорк Таймс . 08.02.1910.
  17. ^ «Комета Галлея 100 лет назад». Денвер Пост . 25 мая 2010 г.
  18. ^ Мьюир, GD, изд. (1971). Опасности в химической лаборатории . Лондон: Королевский институт химии.
  19. ^ Томас, Н.; Гейдон, AG; Брюэр, Л. (1952). «Цианогенное пламя и энергия диссоциации N 2 ». Журнал химической физики . 20 (3): 369–374. Бибкод :1952ЖЧФ..20..369Т. дои : 10.1063/1.1700426.
  20. ^ Дж. Б. Конвей; Р. Х. Уилсон младший; А. В. Гроссе (1953). «Температура цианогенно-кислородного пламени». Журнал Американского химического общества . 75 (2): 499. doi :10.1021/ja01098a517.
  21. ^ «Трихлорнитрометан и псевдогалогеновое соединение циан» . Проверено 18 августа 2021 г.

Внешние ссылки