Cianură

Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea pentru Cianuri organice, vezi nitrilii .

Cianura (1. Formula chimică; 2. Cap de model ; 3. potențial electric ; 4. HOMO / LUMO )

Ionul de cianură este un anion molecular având formula chimică ^(-): :. C = N Acest ion este prezent în ionici sărurile de HCN cianhidric , cum ar fi în cianura de potasiu cu formula brută KCN și ca anion generat de disociere (protolysis) de cianură de hidrogen în soluție apoasă.

Tocmai izoelectronice cu molecula de azot : N≡N :, cu cea a monoxidului de carbon ^(-): C≡O: ⁽⁺⁾ și cu ion nitrosonium : N≡O: ⁽⁺⁾ și este , de asemenea , cu izoelectronice izonitrilii ^(-): C = N ⁽⁺⁾ R ( invinuite sunt indicate în paranteze). Ambii atomi sunt sp hibridizate, ca și în celelalte specii menționate. Carbon atom, formal negativ, este legat la un azot atom cu o triplă legătură , constând dintr - o σ legătură și două π legături egale între ele, dar format pe planuri perpendiculare. Cele două perechi de electroni solitari , cu privire la C și la N, sunt pe orbitalii sp fiecărui atom. Liantul este scurt și C = N puternic (r ₀ = 116 pm, D ₀ = 887 kJ / mol ^[1] ). Radicalul · gruparea C = N, sau cian, are o mare energie de ionizare, 13.598 eV ^[2] , o valoare practic egală cu cea a · H, dar mai mare decât cea a · Cl (12.968 eV) și halogeni suport. Afinității sale de electroni, care se ridică la 3.862 eV ^[2] , este mai mare decât cea a oricărui halogen (F, 3.401 eV; CI, 3,613 eV). electronegativitate său grup a fost evaluat la 3,32, intermediar între F și CI. ^[3] Aceste caracteristici au condus să considere acest grup CN ca un atom pseudo, un pseudohalogen , și , prin urmare , ionul CN ^- o pseudohalogenură. Această analogie nu se bazează numai pe valorile parametrilor observate mai sus, dar, de asemenea, cu privire la similitudinea anumitor reacții caracteristice ale acestui ion. Unele cele relevante sunt enumerate în secțiunea următoare.

Reacții

Ca și în cazul halogeni, radicalul CN poate forma propria 'molecula', (CN) _2, The cianogen ; sau, prin luarea unui electron (din metale activi) se poate forma ioni negativi, cianura corespunzătoare; se poate lega la un atom de hidrogen a da un „hydracid“, al acidului cianhidric și formează astfel toate sărurile sale variate. Cu halogeni formează compuși analogi l la interhalogens , adică, și din nou 'molecule mixte' F-CN, CI-CN, Br-CN și I-CN cu alte pseudo-halogeni, cum ar fi N ₃ -CN. Unele reacții caracteristice sunt următoarele ^[4] (X este aici un halogen cum ar fi CI, Br sau I):

X ₂ + H ₂ O → X ^- + XO ^-

(CN) ₂ + _H2O → CN ^- + CNO ^-

disproporții în apă a (pseudo) molecula de halogen. In această reacție, cianat ionul este format, ^[5] care este un alt pseudohalogenură.

2 X ^- + MnO ₂ + 4 H ⁺ → X ₂ +2 H ₂ O + Mn ⁺⁺

2 CN ^- + MnO ₂ + 4 H ⁺ → (CN) ₂ + 2 H ₂ O + Mn ⁺⁺

oxidarea cu dioxid de mangan în soluție acidă.

X ^- + Ag ⁺ → AGX ↓

CN ^- + Ag ⁺ → ↓ cianura de argint

precipitare cu argint ioni; în prezența cianurii în exces a redizolvă precipitat, deoarece ionul complex [Ag (CN) _2] ^- se formează.

Zn ⁺⁺ + 4 X ^- → ZnX ₄ ^{- -}

Zn ⁺⁺ + 4 CN ^- → Zn (CN) ₄ ^{- -}

ligand în formarea complexului (vezi secțiunea următoare).

2 Cu ⁺⁺ + 4 CN ^- → (CN) ₂ + 2 CuCN ↓

Cu ionul ^II oxidează cianura la cianogen reducerea la Cu ^I: această reacție are însă o paralelă precisă cu iodura ionul singur, printre cei halogenilor. Și aici precipitatul poate fi redizolvată dacă ionul de cianură este prezentă în exces, atunci ionul complex [Cu (CN) _2] ^- se formează.

4 Au _(s) + 8 KCN _(aq) + O _{2 (g)} + 2H ₂ O _(l) → 4 K [Au (CN) _{2] (aq)} + 4 KOH _(aq)

reacție care permite metalic aurul să fie dizolvat cu acțiunea oxigenului în datorită aerului la acțiunea complexare a ionului de cianură. Este complementar dizolvarea aurului cu aqua regia .

^- + C = N [S] → ^[- S - S = C = N ↔ C = N ^-]

^- + C = N [Se] → ^[- Dacă - ↔ Se = C = N C = N ^-]

este reacția în care ionul de cianură poate fi transformată într -o altă pseudohalogenură, The sulphocyanide ionul ( de asemenea , cunoscut sub numele de tiocianat). ^[5] Aceasta are loc prin încălzirea o cianură alcalină cu sulf elementar, sau la temperatura camerei într - o soluție apoasă de KCN prin reacția cu polisulfură de amoniu [(NH _{4) 2} S _n] ca sursă de sulf . O reacție similară cu seleniu conduce la ionul selenocyanide (selenocyanate).

Complexe

Ionul de cianură este un agent de complexare excelent ionilor metalici cu o încărcătură de mediu (+2, +3) la mare (4, 5). A redus cerința sterică a ionului de cianură în sine, care permite să ajungă la mari numere de coordonare pentru ionul metalic central. In aceste complexe ionul de cianură acționează în principal ca un donor sigma la ionul metalic central prin dubletul solitar pe atomul de carbon, favorizat în acest asemenea prin electronegativitatea scăzut de C. In acest mod este în măsură să compenseze o mare parte din sarcina pozitiva a ionului, care deosebit de important pentru stabilizarea ionilor metalici incarcate mai mare, în conformitate cu principiul electroneutralității . ^[6] Câteva exemple de complexe formate prin aceasta, cu K ⁺ ca amfion (și variate număr de apă de cristalizare molecule), sunt următoarele: ^[7]

• K ₄ Fe (CN) ₆ și analogi cu V ^II, Cr ^II și Mn ^II, K ₃ Co ^II (CN) _5, K ₂ Ni ^II (CN) ₄ și analogi cu Pd ^II și Pt ^II, K ₂ Zn ^II (CN) ₄ și analogii cu Cd, Hg ^II și ^II
• K ₃ Fe ^III (CN) ₆ și analogi cu Cr ^III, Mn ^III, Co ^III și analogi cu Rh ^III și Ir ^III K ₄ V ^III (CN) _7, Kau ^III (CN) ₄ ^[8]
• K ₂ Mn ^IV (CN) _6, K ₄ Mo ^IV (CN) ₈ și analog cu W ^IV
• K ₃ Re ^V (CN) _8, K ₃ Mo ^V (CN) ₈ și analog cu W ^V

Ionul de cianură, datorită similarității structurii sale electronice cu cea a CO, este un acceptor π , precum și un donator σ, deși mai slab. Ca atare, este adecvat pentru formarea complecșilor chiar și cu metale în stări de oxidare joasă, până la zero:

• K ₅ Mn ^I (CN) ₆ și analogi cu Tc ^I și Re ^{I [7]} , K ₂ Cu ^I (CN) _3, KCU ^I (CN) ₂ și analogi cu Ag ^I și Au ^{I [9]}
• K ₄ Ni ⁰ (CN) ₄ și analogii cu Pd ⁰ și Pt ^{0 [9]}

Chimia complexelor cyanometallate a cunoscut o revigorare a interesului din a doua jumătate a anilor nouăzeci ai secolului trecut ^{[10] [11]} , de asemenea , în posibile utilizări ca electroliti de sprijin în baterii, atât pentru catozi și anozi. ^[12] Una dintre proprietățile chimice ale cianurii, utile pentru înțelegerea atât toxicitatea și utilitatea sa în minerit, este capacitatea de a se combina cu metale: Fe , Ag , Au , etc. In toate procariote sau eucariote celule (de bacterii , fungi , plante , animale , inclusiv omul ) , o funcție vitală este respirația. Una dintre moleculele esențiale pentru respirația celulară este citocrom c oxidaza enzimă , care are un fier (Fe) atom în centrul structurii sale complexe. Cianura care intră în celulă are puterea de complex fier și, în consecință, pentru a bloca activitatea enzimei care cauzează moartea celulei prin „sufocare“ (citotoxice hipoxie ). ^[13] Din acest motiv , cianura este o otravă pentru toate ființele vii, chiar și în doze foarte mici. A fost o dată numit Cianură, ^{[14] un} termen considerat acum învechit. ^{[15] [16]}

Chimie analitică

Spectrofotometria permite determinarea concentrațiilor totale de ioni de cianură (inclusiv , de asemenea , că , în formă organică) mai mare de 0,02 mg / l folosind piridină / pirazolonă reactiv mixt. ^[17] Acidul cianhidric produs prin încălzirea probei cu acid sulfuric într - un Kjeldahl aparat este distilat mai întâi, sau în mod alternativ poate fi în abur distilat într - un alt mod, iar acest distilat este colectat pe o soluție de hidroxid de sodiu .

Soluția se adaugă apoi cu cloramină T , care conduce la formarea de clorură de cianogen (Cl-CN) care reacționează cu piridină / pirazolonă reactivă producând un albastru complex a cărui absorbție se măsoară la 620 nm . O altă metodă foarte sensibilă și utilă pentru determinarea prezenței în urme de ioni de cianura utilizează cromatografia de ioni . In final, cianura poate fi determinată prin apelarea la complexarea titrare cu azotat de argint folosind metoda Liebig sau varianta Deniges.

Levigare

În minerit, cianura (CN ^-) este utilizat pentru capacitatea sa de puternică pentru complexul de aur (Au): 2 CN ^- + Au ⁺ → Au (CN) ₂ ^-. Procesul se numește leșiere cu cianuri soluții .

Cianura de sodiu (NaCN) pot forma: acid cianhidric (HCN) , sau reacționează cu metalele prezente în apă sau minerale în formă simplă sau cianurile complexe, în funcție de concentrația de metale. Complexele (cianuri + metale) sunt solubile în apă și în această formă ele pot mobiliza metale toxice pentru ființele vii (Cd, Cr, Pb, Hg, As) care produc un nou efect negativ.
Există două tipuri de riscuri de mediu legate de utilizarea acestei tehnologii:

• accidentele care au loc în timpul diferitelor faze (transport și utilizare)
• largă a daunelor aduse mediului care rezultă din deșeuri de cianură care nu pot fi eliminate ușor. Deoarece metalele grele și „drenaje“ acide ultimul timp de secole, acesta trebuie să fie utilizat cu discreție.

Intoxicația cu cianură

Intoxicație cu cianură .

Informațiile prezentate nu sunt sfaturi medicale și este posibil să nu fie corecte. Conținutul are doar scop ilustrativ și nu înlocuiește sfatul medicului: citiți avertismentele .

Deoarece substanțele pe bază de cianuri intră procese industriale (de exemplu, placare cu argint), expunerea la locul de muncă este un risc pe care trebuie să fie întotdeauna păstrate în minte. Cianuri anorganice, cum ar fi cele de sodiu sau de potasiu , sunt extrem de toxice daca sunt ingerate: mai puțin de 500 mg sunt letale oral la oameni. Sărurile pot fi absorbite, într-o măsură mai mică, de asemenea, percutanat. Mai periculos dacă este inhalat, deoarece este letală în doze foarte mici, este HCN gaz. Mirosul este istoric asociat cu cel de migdale amare, care au concentrații de cianură mult mai mari decât migdale dulci.

O sursă de cantități mici de cianură este nucleul unor tipuri de caise sau migdale, în cazul în care acesta există sub formă organică ( amygdalin ). Amygdalin, inofensiv în sine, poate fi defalcate în intestin de flora bacteriană care decuplează componenta toxică a cianurii. Simptomele intoxicației cu cianură apar imediat în caz de inhalare în timp ce, în cazul în care cianura a fost ingerate, ele apar în câteva zeci de minute sau mai mult ( în funcție de starea de umplere a stomacului ). Intervalul este mult mai lung dacă toxic compus este organic.

La început , individul se simte o senzație de amețeală și agitație, urmată de tahicardie , dureri de cap și senzație de apăsare în piept. Există , de asemenea , tahipnee (creșterea frecvenței respiratorii) prin stimularea directă a receptorilor prin cianura. Apoi vine slăbiciune, confuzie mentală, dezorientare și colaps . Moartea se produce din cauza stop respirator, dar nici un semn de cianoză apar, dimpotrivă, piele și membrane mucoase poate să apară o culoare roșie marcate: acest lucru se datorează faptului că a existat o lipsă de oxigen în țesuturi, dar capacitatea lor de a utiliza a fost blocat. o condiție cunoscută sub numele de anoxie histotoxic.

Notă

Elemente conexe

• Cianogen
• Pseudo-halogen
• Acid cianhidric
• cianură de litiu
• Cianura de sodiu
• Cianură de potasiu
• Ferocianură de potasiu
• fericianură de potasiu
• Reacție de ciano-dehalogenare

Alte proiecte

• Wikționar conține dicționarul Lema « cianură »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre cianură

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei