stringtranslate.com

Циан

Цианоген — это химическое соединение с формулой ( CN ) 2 . Простейший стабильный нитрид углерода , это бесцветный и высокотоксичный газ с резким запахом . Молекула является псевдогалогеном . Молекулы цианогена состоят из двух групп CN — аналогичных двухатомным молекулам галогенов, таким как Cl2 , но гораздо менее окислительных. Две цианогруппы связаны вместе у своих атомов углерода : N≡C‒C≡N, хотя были обнаружены и другие изомеры . [6] Название также используется для радикала CN, [7] и, следовательно , используется для таких соединений, как бромциан (NCBr) [8] (но см. также Цианорадикал ). При сжигании при повышенном давлении с кислородом можно получить синее пламя, температура которого составляет около 4800 °C (более высокая температура возможна с озоном). Таким образом, он считается газом со второй по величине температурой горения (после дицианоацетилена ).

Цианоген — это ангидрид оксамида :

H2NC (O) C (O)NH2 → NCCN + 2H2O

хотя оксамид производится из цианогена путем гидролиза: [9]

NCCN + 2H2O → H2NC ( O)C(O) NH2

Подготовка

Циан обычно образуется из цианидных соединений. Один из лабораторных методов включает термическое разложение цианида ртути :

2 Hg(CN) 2 → (CN) 2 + Hg 2 (CN) 2

Или можно объединить растворы солей меди (II) (например, 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 он создается путем окисления цианистого водорода , обычно с использованием хлора над активированным катализатором диоксида кремния или диоксида азота над медной солью. Он также образуется, когда азот и ацетилен реагируют под действием электрической искры или разряда. [11]

Изомеры

Цианоген — NCCN. Существуют менее стабильные изомеры, в которых порядок атомов отличается. Изоцианоген (или цианоизоцианоген) — NCNC, диизоцианоген — CNNC, а диазодиуглерод [ требуется цитата ] — CCNN.

Парацианоген

Парацианоген — это полимер цианогена. Его лучше всего приготовить, нагревая цианид ртути (II) . Его также можно приготовить, нагревая цианид серебра , цианат серебра , иодид цианогена или иодид циануровой кислоты. [12] Его также можно приготовить путем полимеризации цианогена при температуре от 300 до 500 °C (от 572 до 932 °F) в присутствии следов примесей. Парацианоген также можно превратить обратно в цианоген, нагревая до 800 °C (1470 °F). [9] На основании экспериментальных данных считается, что структура этого полимерного материала довольно нерегулярна, при этом большинство атомов углерода имеют тип sp2 и локализованные домены π -сопряжений . [13]

История

Цианоген 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 (kyanos, синий) и γεννάω (gennao, создавать), потому что цианид был впервые выделен шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле из пигмента берлинской лазури . [14] Он приобрел значение с ростом индустрии удобрений в конце 19 века и остается важным промежуточным продуктом в производстве многих удобрений. Он также используется в качестве стабилизатора при производстве нитроцеллюлозы .

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

Безопасность

Как и другие цианиды , цианоген очень токсичен, так как он легко восстанавливается до цианида, который отравляет комплекс цитохром с оксидазы , тем самым прерывая митохондриальную цепь переноса электронов . Газообразный цианоген раздражает глаза и дыхательную систему. Вдыхание может привести к головной боли, головокружению, учащенному пульсу, 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 ).

Цианоген производит второе по температуре известное природное пламя (после дицианоацетилена , также известного как субнитрида углерода) с температурой более 4525 °C (8177 °F) при горении в кислороде. [19] [20]

В популярной культуре

В сериале « Доктор Кто» « Мозг Морбиуса » (5-я серия 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 Морбиуса.

В фильме «Облава» (1987) Фрайди (Дэн Эйкройд) и Стрибек (Том Хэнкс) выслеживают злодея, укравшего «псевдогалогеновое соединение цианоген». [21]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "оксалонитрил (CHEBI:29308)". Химические сущности биологического интереса . Великобритания: Европейский институт биоинформатики. 27 октября 2006 г. Основной . Получено 6 июня 2012 г.
  2. ^ ab NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards . Департамент здравоохранения и социальных служб, Центры по контролю и профилактике заболеваний, Национальный институт охраны труда и техники безопасности. Сентябрь 2007 г., стр. 82.
  3. ^ ab The Merck Index (10-е изд.). Rahway, NJ: Merck & Co. 1983. стр. 385. ISBN 9780911910278.
  4. ^ ab "Front Matter". Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. стр. 902. doi :10.1039/9781849733069-FP001 (неактивен 2024-05-09). ISBN 978-0-85404-182-4.{{cite book}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на май 2024 г. ( ссылка )
  5. ^ abcdef Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0161". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  6. ^ Рингер, AL; Шеррилл, CD; Кинг, RA; Кроуфорд, TD (2008). «Низколежащие синглетные возбужденные состояния изоцианогена». Международный журнал квантовой химии . 106 (6): 1137–1140. Bibcode : 2008IJQC..108.1137R. doi : 10.1002/qua.21586.
  7. ^ Ирвин, Уильям М. (2011). "Цианогеновый радикал". Энциклопедия астробиологии . стр. 402. doi :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​; Собрание томов , т. 2, стр. 150.
  9. ^ ab Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 320–321. ISBN 978-0-08-037941-8.
  10. ^ Бразертон, TK; Линн, JW (1959). «Синтез и химия цианогена». Chemical Reviews . 59 (5): 841–883. doi :10.1021/cr50029a003.
  11. ^ Бренеман, АА (январь 1889). «Фиксация атмосферного азота». Журнал Американского химического общества . 11 (1): 2–27. doi :10.1021/ja02126a001.
  12. ^ Биркумшоу, Л. Л.; Ф. М. Тайлер; Д. Х. Уиффен (1954). «Парацианоген: его образование и свойства. Часть I». J. Chem. Soc. : 931–935. doi :10.1039/JR9540000931.
  13. ^ Майя, Леон (1993). «Пересмотренный парацианоген». Журнал полимерной науки, часть A (Представленная рукопись). 31 (10): 2595–2600. Bibcode : 1993JPoSA..31.2595M. doi : 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 "Кометарный ядовитый газовый гейзер возвещает сюрпризы". science.nasa.gov . 2010-11-02. Архивировано из оригинала 2010-11-06.
  16. ^ «Ядовитый хвост кометы» (PDF) . New York Times . 1910-02-08.
  17. ^ "Комета Галлея 100 лет назад". The Denver Post . 2010-05-25.
  18. ^ Muir, GD, ред. (1971). Опасности в химической лаборатории . Лондон: Королевский институт химии.
  19. ^ Томас, Н.; Гейдон, АГ; Брюэр, Л. (1952). «Пламена циана и энергия диссоциации N 2 ». Журнал химической физики . 20 (3): 369–374. Bibcode : 1952JChPh..20..369T. doi : 10.1063/1.1700426.
  20. ^ JB Conway; RH Wilson Jr.; AV Grosse (1953). «Температура пламени цианоген-кислород». Журнал Американского химического общества . 75 (2): 499. doi :10.1021/ja01098a517.
  21. ^ "Трихлорнитрометан и псевдогалогеновое соединение цианоген" . Получено 18 августа 2021 г. .

Внешние ссылки