Kyanovodík

Kyanovodík
	Strukturní vzorec kyanovodíku
	Model molekuly kyanovodíku
Obecné
Systematický název	kyanovodík
Ostatní názvy	kyselina kyanovodíková, formonitril
Latinský název	Hydrogenii cyanidum
Anglický název	Hydrogen cyanide
Německý název	Cyanwasserstoff
Sumární vzorec	HCN
Vzhled	bezbarvý plyn nebo kapalina
Identifikace
Registrační číslo CAS	74-90-8
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	200-821-6
PubChem	768
SMILES	C#N
Číslo RTECS	MW6825000
Vlastnosti
Molární hmotnost	27,026 g/mol
Teplota tání	−13,24 °C
Teplota varu	25,7 °C
Hustota	0,687 6 g/cm3 (20 °C); 0,000 9 g/cm³ (0 °C, plyn)
Dynamický viskozitní koeficient	0,201 cP (20 °C)
Index lomu	nD= 1,267 (10 °C); nD= 1,261 4 (20 °C)
Kritická teplota Tk	183,5 °C
Kritický tlak pk	5 340 kPa
Kritická hustota	0,195 g/cm3
Disociační konstanta pKa	9,31 (20 °C); 9,22 (25 °C)
Relativní permitivita εr	115 (20 °C)
Ionizační energie	13,8 eV
Povrchové napětí	18,2 mN/m (20 °C)
Struktura
Tvar molekuly	lineární
Dipólový moment	9,3×10−30 Cm
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°	108,9 kJ/g (kapalina); 135,2 kJ/mol (plyn)
Entalpie tání ΔHt	311,2 J/g
Entalpie varu ΔHv	933,2 J/g
Standardní molární entropie S°	112,9 J K−1 mol−1 (kapalina); 201,8 J K−1 mol−1 (plyn)
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf°	125,0 kJ/mol (kapalina); 124,7 kJ/mol (plyn)
Izobarické měrné teplo cp	2,615 J K−1 g−1 (kapalina); 1,327 J K−1 g−1 (plyn)
Bezpečnost
	; GHS02 ; GHS06 ; GHS09 ; Nebezpečí
R-věty	R12 R26 R50/53
S-věty	(S1/2) S7/9 S16 S36/37 S38 S45 S60 S61
NFPA 704	4 4 1
Teplota vznícení	538 °C
	Není-li uvedeno jinak, jsou použity; jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Kyanovodík (HCN) je bezbarvá, velmi těkavá kapalina s intenzivním pachem hořkých mandlí. Soli kyanovodíku – kyanidy – se mohou vlivem vzdušné vlhkosti a oxidu uhličitého rozkládat za vzniku kyanovodíku. Roztok kyanovodíku ve vodě je označován jako kyselina kyanovodíková.

Vlastnosti

Kyanovodík je velmi silný jed – LD₅₀ kyanovodíku je 1,5 mg/kg těla, smrtelná koncentrace LC₅₀ je 25 ppm. Toxický účinek spočívá v blokování enzymů tkáňového dýchání – konkrétně inhibuje funkci enzymu dýchacího řetězce cytochromu c oxidázy. Transport kyslíku v krvi je zachován, ale nastává tkáňová hypoxie. Toxicita však velmi závisí na koncentraci a době působení, i středně vysoké dávky absorbované během desítek minut nebudou mít letální následky (např. 0,1 g/m³ bude letální až po hodině dýchání), ovšem jen lehce vyšší koncentrace navodí smrt během jednotek minut (2,4 g/m³ po dobu jedné minuty). Toxický exponent n je tak n = 1,5.^[2]

Kyanovodík je extrémně hořlavý, hoří podle rovnice:

4HCN +9O₂ → 2H₂O + 4CO₂ + 4NO₂

Výroba

Kyanovodík lze vyrobit:

reakcí amoniaku a oxidu uhelnatého při teplotě 500–700 °C za přítomnosti oxidu hlinitého,
částečnou oxidací směsi methanu a amoniaku vzdušným kyslíkem na rozžhaveném platinovém sítě,
rozkladem formamidu při teplotě 400 °C za přítomnosti katalyzátoru.

Využití

v organické syntéze
v chemické analýze
jako pesticid
jako bojový plyn
při vykonávání trestu smrti v plynových komorách.

Kyanovodík přes svou vysokou toxicitu a letálnost (usmrcení) není jako bojový plyn příliš vhodný, protože je lehčí než vzduch a rychle vyprchá do okolní atmosféry. Nebezpečné jsou uzavřené neodvětrané prostory a blízké okolí místa malého úniku. Velké úniky ale mohou vytvořit přízemní mrak únikem ochlazeného vzduchu, který je hlavně ve městě smrtelně nebezpečný. Uragan D2 se používá jako dezinsekční a deratizační prostředek při plynování (fumigaci) např. v zemědělství. Kyanovodík byl hlavní složkou Cyklonu B, látkou používanou nacisty v koncentračních táborech.

Kyanovodík může vznikat jako součást zplodin při požárech, hořením plastů jako polyurethan, polyamidy, melamin apod.

Zajímavosti

Kyanovodík byl objeven jako jedna z prvních sloučenin uhlíku v protoplanetárním disku u hvězdy AA Tauri.
Kyanovodík byl jednou z chemických látek, které při katastrofě chemičky v indickém Bhópálu zavinily smrt tisíců lidí.^[3]
Kyselina kyanovodíková vzníká v lidském těle při trávení meruňkových jader, kvůli trávení amygdalinu.^[4]

Kyselina kyanovodíková

Kyselina kyanovodíková (zapisovaná stejným chemickým vzorcem HCN) je označení pro vodný roztok plynného kyanovodíku. Je to velmi slabá kyselina (pK_a = 9,1), bezbarvá kapalina, jejíž bod varu je 26,5 °C. Používá se jako bojová látka. Zapáchá po hořkých mandlích. Je velmi jedovatá, smrtelná je již dávka o hmotnosti 0,05 g. Její soli – kyanidy – se používají k mnohým účelům jako např. získávání zlata. Je obsažen i v hořkých mandlích ve formě glykosidu amygdalinu – ze kterého se uvolní v žaludku pomocí kyseliny chlorovodíkové.

Příprava kyseliny kyanovodíkové

Může se připravit mnoha způsoby, např. :

Rozkladem svých solí kyselinami, např. kyselinou sírovou:

2KCN + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2HCN

Spalování směsi methanu a amoniaku za použití katalyzátoru (platina s příměsí rhodia) je spíše průmyslovou výrobou, k laboratorní přípravě tato metoda není vhodná (probíhá za teplot 1000–1200 °C).

2NH₃ + 2CH₄ + 3O₂ → 2HCN + 6H₂O

Další možnosti laboratorní přípravy jsou např. rozklad hexakyanoželeznatanu draselného kys. sírovou^[5], reakce kyanidu rtuťnatého se sulfanem^[6], dehydratace formamidu (případně mravenčanu amonného nebo i formaldoximu) vhodným činidlem, např. oxidem fosforečným^[7], nebo lze použít velmi elegantní přípravu kyanovodíku in situ hydrolýzou trimethylsilylkyanidu přesným množstvím vody^[8]

2Me₃SiCN + H₂O → 2HCN + Me₃SiOSiMe₃

Soli kyseliny

Soli kyseliny kyanovodíkové se nazývají kyanidy. Kyanidy alkalických kovů jsou snadno rozpustné ve vodě, zatímco kyanidy těžkých kovů jsou ve vodě až na výjimky nerozpustné. Nejdůležitějšími kyanidy jsou kyanid sodný a draselný.

Kromě jednoduchých kyanidů s aniontem CN⁻ existují i složitější sloučeniny s kyanidovým aniontem, komplexní sloučeniny. Příkladem těchto sloučenin jsou hexakyanoželezitany a hexakyanoželeznatany, existují také hexakyanomanganatany. Nejdůležitějšími sloučeninami tohoto typu jsou hexakyanoželezitan draselný, hexakyanoželeznatan draselný a berlínská modř.

Použití kyseliny kyanovodíkové

Kyselina kyanovodíková je prudce jedovatá. Může se používat jako postřik proti škůdcům v zemědělství. Velké nebezpečí spočívá v použití této sloučeniny jako chemické zbraně. Byla také používána jako složka nechvalně proslulého cyklonu B, který nacisté používali v koncentračních táborech.

Reference

↑ ^a ^b Hydrogen cyanide. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)
↑ SWEENEY, Lisa M.; SOMMERVILLE, Douglas R.; CHANNEL, Stephen R. Evaluating the validity and applicable domain of the toxic load model: impact of concentration vs. time profile on inhalation lethality of hydrogen cyanide. Regulatory toxicology and pharmacology: RTP. 2015-04, roč. 71, čís. 3, s. 571–584. PMID: 25720732. Dostupné online [cit. 2019-12-27]. ISSN 1096-0295. DOI 10.1016/j.yrtph.2015.02.015. PMID 25720732.
↑ http://www.blisty.cz/art/16135.html V Bhópálu už 19 let pokračuje největší průmyslová katastrofa v dějinách
↑ O.P.S, dTest. Opatrně na kyanovodík v jádrech meruněk. spotrebitele.dtest.cz [online]. [cit. 2021-09-16]. Dostupné online.
↑ BRAUER, Georg. HANDBOOK OF PREPARATIVE INORGANIC CHEMISTRY. 2.. vyd. NEW YORK 3, N. Y.: ACADEMIC PRESS INC., 1963. Dostupné online. S. 659-660.
↑ J. R.Partington and M. F. Caroll. Phil. Mag. (6) 49, 665 (1925)
↑ ; FRITZ, Anger Vinzenz. SPOT TESTS IN ORGANIC ANALYSIS. 7.. vyd. Amsterdam, The Netherlands: ELSEVIER SCIENCE B.V., 1966. S. 533–534.
↑ Dr.M.Beran, UIACH AV ČR, ústní reference